一种可同时测定光源波长及光强的CMOS集成电路制造技术

可同时测定光源波长及光强的CMOS集成电路，包括掩埋双PN结光电二极管传感单元(1)、单结光电流提取放大电路(2)、双结光电流提取放大电路(3)、单结光电流差分放大电路(4)、高灵敏电流电压转换电路(5)、第一单结光电流对数电压转换电路(6)、第二单结光电流对数电压转换电路(7)、电压差分电路(8)。本实用新型专利技术利用垂直堆叠的不同结深PN结光电二极管的光电流与光波长及光强的依赖关系，通过对不同结深PN结光电二极管电流求比值和求和的两种处理方法，可同时测定光源的波长及光强，实现了对未知光源的多参数单片检测。

A CMOS IC that can measure the wavelength and intensity of light source at the same time

【技术实现步骤摘要】
一种可同时测定光源波长及光强的CMOS集成电路
本技术涉及的一种可同时测定光源波长及光强的CMOS集成电路。
技术介绍
掩埋CMOS双PN结光电二极管，由两个垂直堆叠的不同深度的二极管构成。不同深度的PN结二极管的光电流产生与入射光的波长有关，且垂直堆叠的不同深度的两个二极管的光电流比值与入射光波长呈线性关系，可用于对光源波长的测定。另外PN结二极管的光电流大小可用来测定光源的光强，采用掩埋CMOS双PN结光电二极管并联输出结构，可以提高光强测定的灵敏度。采用标准CMOS工艺可将掩埋CMOS双PN结光电二极管传感单元与信号处理电路集成，信号处理电路可对PN结光电二极管产生的电流进行放大提取、差分、求和、电流比值转换成电压输出、电流转换成电压输出。现有的基于掩埋双PN结光电二极管的集成电路可实现对光波长或光照强度的单一参数测量，后续信号处理电路比较简单，无法满足对同一光源多参数测量的要求。
技术实现思路
本技术要克服现有技术的上述缺点，提供一种可同时测定光源波长及光强的CMOS集成电路。r>本技术利用垂直堆本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.可同时测定光源波长及光强的CMOS集成电路，其特征在于：包括掩埋双PN结光电二极管传感单元(1)、单结光电流提取放大电路(2)、双结光电流提取放大电路(3)、单结光电流差分放大电路(4)、高灵敏电流电压转换电路(5)、第一单结光电流对数电压转换电路(6)、第二单结光电流对数电压转换电路(7)、电压差分电路(8)；/n所述掩埋双PN结光电二极管传感单元(1)第一输出端(1b1)与单结光电流提取放大电路(2)输入端(2a)相连，第二输出端(1b2)与双结光电流提取放大电路(3)输入端(3a)相连；/n掩埋双PN结光电二极管传感单元(1)由由浅PN结光电二极管D1和深PN结光电二极管D2组成，所...

【技术特征摘要】
1.可同时测定光源波长及光强的CMOS集成电路，其特征在于：包括掩埋双PN结光电二极管传感单元(1)、单结光电流提取放大电路(2)、双结光电流提取放大电路(3)、单结光电流差分放大电路(4)、高灵敏电流电压转换电路(5)、第一单结光电流对数电压转换电路(6)、第二单结光电流对数电压转换电路(7)、电压差分电路(8)；
所述掩埋双PN结光电二极管传感单元(1)第一输出端(1b1)与单结光电流提取放大电路(2)输入端(2a)相连，第二输出端(1b2)与双结光电流提取放大电路(3)输入端(3a)相连；
掩埋双PN结光电二极管传感单元(1)由由浅PN结光电二极管D1和深PN结光电二极管D2组成，所述光电二极管D1与所述光电二极管D2共阴极连接，并引出第二输出端(1b2)，所述光电二极管D2阳极接地，所述光电二极管D1阳极引出第一输出端(1b1)；
所述单结光电流提取放大电路(2)输入端(2a)与掩埋双PN结光电二极管传感单元(1)第一输出端(1b1)相连，第一输出端(2b1)与单结光电流差分放大电路(4)输入端(4a)相连，第二输出端(2b2)与第一单结光电流对数电压转换电路(6)输入端(6a)相连；
单结光电流提取放大电路(2)由NMOS管N1、N2、N3、N4、N5、N6、N7和PMOS管P1、P2组成；所述PMOS管P1源极接电源VDD，漏极接所述NMOS管N1漏极，所述NMOS管N1栅漏短接，源极接地，所述PMOS管P2源极接所述PMOS管P1栅极，并作为输入端(2a)，栅极接所述PMOS管P1漏极，所述NMOS管N4、N5、N7源极短接并接地，所述NMOS管N4栅漏短接，并与所述NMOS管N5、N7的栅极相连，所述NMOS管N2栅漏短接，并与所述NMOS管N3、N6的栅极相连，所述NMOS管N2漏极与所述PMOS管P2漏极相连，源极与所述NMOS管N4栅极相连，所述NMOS管N3漏极作为第一输出端(2b1)，源极与所述NMOS管N5漏极相连，所述NMOS管N6漏极作为第二输出端(2b2)，源极与所述NMOS管N7漏极相连；
所述双结光电流提取放大电路(3)输入端(3a)与掩埋双PN结光电二极管传感单元(1)第二输出端(1b2)相连，第一输出端(3b1)与单结光电流差分放大电路(4)输入端(4a)相连，第二输出端(3b2)与高灵敏电流电压转换电路(5)输入端(5a)相连；
双结光电流提取放大电路(3)由NMOS管N8、N9和PMOS管P3、P4、P5、P6、P7、P8、P9组成；所述PMOS管P3、P4、P5、P8源极短接并接电源VDD，所述PMOS管P3栅漏短接，所述NMOS管N8栅漏短接，并与所述PMOS管P3的漏极和所述NMOS管N9的栅极相连，所述NMOS管N8的源极接地，所述NMOS管N9源极接输入端(3a)，所述PMOS管P4栅漏短接，并与所述PMOS管P5、P8的栅极相连，所述PMOS管P6的栅漏短接，并与所述PMOS管P7、P9的栅极相连，所述PMOS管P4的漏极与所述PMOS管P6的源极相连，所述PMOS管P5的漏极与所述PMOS管P7的源极相连，所述PMOS管P8的漏极与所述PMOS管P9的源极相连，所述PMOS管P6的漏极与所述NMOS管N9的漏极相连，所述PMOS管P7的漏接接第一输出端(3b1)，所述PMOS管P9的漏极接第二输出端(3b2)；
所述单结光电流差分放大电路(4)输入端(4a)与单结光电流提取放大电路(2)第一输出端(2b1)、双结光电流提取放大电路(3)第一输出端(3b1)短接相连，输出端(4b)与第二单结光电流对数电压转换电路(7)输入端(7a)相连；
单结光电流差分放大电路(4)由NMOS管N10、N11、N12、N13、N14、N15与PMOS管P10、P11组成；所述NMOS管N12、N13、N15源极短接并接地，所述NMOS管N12栅漏短接，并与所述NMOS管N13、N15的栅极相连，所述NMOS管N10的栅漏短接，作为输入端(4a)，并与所述NMOS管N11、N14的栅极相连，所述NMOS管N10的源极与所述NMOS管N12的漏极相连，所述NMOS管N11的源极与所述NMOS管N13的漏极相连，所述NMOS管N14的源极与所述NMOS管N15的漏极相连，所述PMOS管P10栅漏短接，并与所述PMOS管P11的源极相连，所述PMOS管P10的源极接电源VDD，所述PMOS管P11栅漏短接并与所述NMOS管N11漏极相连...

【专利技术属性】
技术研发人员：施朝霞，李如春，吴丽丽，
申请(专利权)人：浙江工业大学，
类型：新型
国别省市：浙江;33