本发明专利技术公开了一种暗电流消除电路，涉及集成电路技术领域，包括一个MOS管和一个电流放大器，MOS管的栅极、MOS管的源极和电源VDD相连，MOS管的漏极作为输出与电流放大器相连；本发明专利技术还公开了一种可见光传感器，包括感光电路，N级电流放大电路，N个所述暗电流抵消电路，N为大于等于2的正整数，每一级的电流放大电路的输出端连接一个所述暗电流抵消电路，感光电路和N级电流放大电路依次串联连接。本发明专利技术不仅从输入端开始减小暗电流的影响，还在电流放大电路中逐级消除电路产生的暗电流，使得整体输出暗电流变的远小于初始设计，降低了可见光传感器的静态功耗。传感器的静态功耗。传感器的静态功耗。
【技术实现步骤摘要】
一种暗电流消除电路及可见光传感器
[0001]本专利技术涉及集成电路
，尤其涉及一种暗电流消除电路及可见光传感器。
技术介绍
[0002]可见光传感器是将可见光作为探测对象，并转换成输出电信号的器件。可见光传感器是目前产量最多、应用最广的传感器之一，大部分公司的可见光传感器产品主要有光敏电阻、光敏三极管、CMOS线性可见光传感器等。可见光传感器按技术含量分类可以分为中低端传感器和高端传感器，在中低端传感器中，光敏三极管的综合性能总体优于光敏电阻，在性能、应用范围等因素的影响下，光敏三极管凭借着良好的综合性能，逐渐替代光敏电阻将成为大势所趋。高端传感器以CMOS线性可见光传感器为代表，采用标准的半导体制造工艺，内部集成光电流放大器，而外围电路简单，可节省终端产品的制造成本，因为其暗电流小、灵敏度高、低光照强度度响应、电流随光照强度增强呈线性变化等特性，具备广泛的背光调节及节能控制等优点，广泛应用于电视机、电脑显示器、LED背光、智能手机等产品，是可见光传感器未来重要的发展方向。
[0003]现有的CMOS线性可见光传感器能够提供一个与光照强度成比例的线性输出电流。内置一个光学滤波器和一个电流放大器，对可视光谱具有相应特性，这个响应特性近似人眼特点。可见光传感器电路通过外部串联一个电阻将输出电流转换为电压，光通量的动态范围由外部电阻和电源确定。可见光传感器的暗电流极小，因而能够在整个温度范围内提供高精度的输出电流，即使在低光照强度下也是如此。在理想状况下，如果可见光传感器电路中的MOS管关断时是不流过电流的。但MOS管的漏极、源极与衬底之间是两个PN结，即使MOS管没有沟道，漏极、源极之间还是有反向的饱和电流，这就是所谓的漏电流，也叫做暗电流。由于漏电流的存在，整个电路的静态功耗会有所增加。由于增益效应的存在，暗电流会在电压抬升的过程中得到急剧放大，对信号电流有严重的干扰作用。
[0004]专利《一种光电探测器、暗电流抑制电路及可见光传感器》(申请号：CN201620159024.6)公开了一种光电探测器、暗电流抑制电路及可见光传感器，该专利在PN结结构中通过注入增加一个NG注入区，降低了暗电流，提高了光电转换效率，从而得到一个高灵敏度、高线性度的可见光传感器。但是该专利只能做到从输入光电二极管处抵消暗电流，不能消除其输出MOS管漏极、源极之间反向的饱和电流(即暗电流)，因而提高灵敏度的效果有限。
[0005]因此，本领域的技术人员致力于开发一种基于暗电流消除电路的可见光传感器。
技术实现思路
[0006]有鉴于现有技术的上述缺陷，本专利技术所要解决的技术问题是如何消除可见光传感器放大电路中的作为输入端的MOS管产生的暗电流，达到减小最终的输出暗电流，降低静态功耗的目的。
[0007]专利技术人经研究发现，要消除输入MOS管产生的暗电流，只需要在可见光传感器电流
放大电路的末端消除放大电路产生的暗电流，就能进一步消除可见光传感器电流放大电路产生的暗电流，使得芯片的灵敏度得到更大的提升。
[0008]本专利技术的一个实施例中，提供了一种暗电流消除电路，包括一个MOS管和一个电流放大器，MOS管的栅极、MOS管的源极和电源VDD相连，MOS管的漏极作为输出与电流放大器相连；
[0009]MOS管的源极与MOS管的栅极短接，MOS管的栅源电压等于0，MOS管处于截至状态，MOS管仅产生暗电流，暗电流通过MOS管的漏极输出到电流放大器，电流放大器将暗电流放大。
[0010]可选地，在上述实施例中的暗电流消除电路中，MOS管采用PMOS。
[0011]可选地，在上述任一实施例中的暗电流消除电路中，电流放大器的放大倍数可调。
[0012]基于上述任一实施例，本专利技术的另一个实施例中，提供了一种可见光传感器，包括感光电路，N级电流放大电路，N个暗电流抵消电路，N为大于等于2的正整数，每一级的电流放大电路的输出端连接一个暗电流抵消电路，并且每一级的电流放大电路的放大倍数和对应的暗电流抵消电路中的电流放大器的放大倍数相同；感光电路和N级电流放大电路依次串联连接；
[0013]可见光传感器中的感光电路在输入端消除输入端产生的暗电流，可见光传感器电路产生的光电流进入N级电流放大电路进行放大输出，暗电流抵消电路抵消对应的电流放大电路的暗电流，最后输出被放大的光电流。
[0014]优选地，在上述实施例的可见光传感器中，N取值为2。
[0015]可选地，在上述任一实施例的可见光传感器中，感光电路包括PMOS1、PMOS2、光敏二极管VD1和光敏二极管VD2，光敏二极管VD1暴露在外负责感应外部环境的光照强度，光敏二极管VD2被遮光层覆盖一直处于无光照的环境，只产生本身的暗电流，光敏二极管VD1产生的暗电流与光敏二极管VD2产生的暗电流抵消，达到消除输入暗电流的目的；光敏二极管VD1的阳极接地，光敏二极管VD1的阴极与PMOS1的栅极、PMOS1的漏极相接，PMOS1的源极接电源VDD；PMOS2的栅极与PMOS1的栅极相接，PMOS2的源极接电源VDD，PMOS2的漏极与光敏二极管VD2的阴极相接，光敏二极管VD2的阳极接地，光电流从PMOS2漏极与光敏二极管VD2阴极之间输出。
[0016]进一步地，在上述实施例的可见光传感器中，光敏二极管VD1的面积与光敏二极管VD2的面积相同。
[0017]可选地，在上述任一实施例的可见光传感器中，每一级的电流放大电路包括1个PMOS电流镜和1个NMOS电流镜，PMOS电流镜包括PMOS3和PMOS4，NMOS电流镜包括NMOS1和NMOS2；PMOS3的漏极作为电流放大电路的输入端并且与PMOS3的栅极相接，PMOS3的源极接电源VDD；PMOS4的栅极与PMOS3的栅极相接，PMOS4的源极接电源VDD，PMOS4的漏极与NMOS1漏极串联；NMOS1的漏极与NMOS1的栅极相接，NMOS1的源极接地；NMOS2的栅极与NMOS1的栅极相接，NMOS2的源极接地，NMOS2的漏极输出电流。
[0018]进一步地，在上述实施例的可见光传感器中，PMOS电流镜在PMOS3与PMOS4长相同的情况下，改变PMOS3与PMOS4的宽之比，PMOS电流镜的放大倍数为PMOS4与PMOS3的宽之比。
[0019]进一步地，在上述实施例的可见光传感器中，NMOS电流镜在NMOS1与NMOS2长相同的情况下，改变NMOS1与NMOS2的宽之比，NMOS电流镜的放大倍数为NMOS2与NMOS1的宽之比。
[0020]进一步地，在上述实施例的可见光传感器中，每一级的电流放大电路的放大倍数为PMOS电流镜与NMOS电流镜放大倍数的乘积。
[0021]进一步地，在上述实施例的可见光传感器中，N级电流放大电路的总放大倍数为每一级的电流放大电路放大倍数的乘积。
[0022]可选地，在上述任一实施例的可见光传感器中，N级电流放大电路的每一级的电流放大电路的结构及组成相同。
[0023]可选地，在上本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种暗电流消除电路，其特征在于，包括一个MOS管和一个电流放大器，所述MOS管的栅极、所述MOS管的源极和电源VDD相连，所述MOS管的漏极作为输出与所述电流放大器相连；所述MOS管的源极与所述MOS管的栅极短接，所述MOS管的栅源电压等于0，所述MOS管处于截至状态，所述MOS管仅产生暗电流，所述暗电流通过所述MOS管的漏极输出到所述电流放大器，所述电流放大器将所述暗电流放大。2.如权利要求1所述的暗电流消除电路，其特征在于，所述MOS管采用PMOS。3.如权利要求2所述的暗电流消除电路，其特征在于，所述电流放大器的放大倍数可调。4.一种可见光传感器，使用如权利要求1
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3任一所述的暗电流消除电路，其特征在于，包括感光电路，N级电流放大电路，N个所述暗电流抵消电路，N为大于等于2的正整数，每一级的电流放大电路的输出端连接一个所述暗电流抵消电路，并且所述每一级的电流放大电路的放大倍数和对应的所述暗电流抵消电路中的所述电流放大器的放大倍数相同；所述感光电路和所述N级电流放大电路依次串联连接；所述可见光传感器电路消除本身产生暗电流抵消，消除输入暗电流，所述可见光传感器电路产生的光电流进入所述N级电流放大电路进行放大输出，所述暗电流抵消电路抵消对应的所述电流放大电路的暗电流，最后输出被放大的光电流。5.如权利要求4所述可见光传感器，其特征在于，所述N取值为2。6.如权利要求4所述的可见光传感器，其特征在于，所述感光电路包括PMOS1、PMOS2、光敏二极管VD1和光敏二极管VD2，所述光敏二极管VD1暴露在外负责感应外部环境的光照强度，所述光敏二极管VD2被遮光层覆盖一直处于无光照的环境，只产生本身的暗电流，所述光敏二极...
【专利技术属性】
技术研发人员：童红杰，徐建，
申请(专利权)人：宁波爱芯微电子有限公司，
类型：发明
国别省市：
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