光学传感电路制造技术

本发明专利技术披露了一种光学传感电路，包括：电流产生结构，用以产生振幅与入射光强度成比例的光电流；转换结构，用以转换电流产生结构产生的光电流，以响应输出控制信号；和电路稳定结构，通过一个独立的，不受转换结构工作状态影响的电流反馈，来稳定电流产生结构的工作状态。这样，为了保持反相环的稳定，可以使反相环不受输出控制单元的输出控制信号的影响，因此，其可靠性就提高了。另外，只有由晶体管构成的光学传感电路受到技术参数的影响是更小的，从而光学传感电路的均匀性也就提高了，也能够提供宽范围的工作电压，用以增强光学传感电路的信号转换特性。而且，通过提供具有高增益的反相环，光学传感电路的响应速度也可能提高。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种光学传感电路，特别是一种能把光信号转化为电信号的光学传感电路。本申请参考了2003年10月24日公布的第2003-73199号的韩国专利，根据其内容完整地披露了本专利技术。
技术介绍
图1是作为现有技术的美国专利号为6,104,020的文献所披露的一种电路. 根据图1，普通的光学传感电路包括一个电流源1，它能施加光学传感器的驱动电流；一个光电流产生单元，它能产生并放大光电流，以响应光学传感器中的入射光强度；一个反相环，用以稳定光电流产生单元2的工作电压；一个电压信号输出单元12，用以输出与光电流产生单元2产生的光电流成比例的电压信号；转换单元9，用以控制光电流产生单元2的光电流，使之流入电压信号输出单元12或依赖输出控制信号13的状态的电源。光电流产生单元2包括一个发光二极管3，这个发光二极管能产生与光学传感器的入射光强度相呼应的光电流；发光二极管3的一个寄生电容4；和一个PNP晶体管5，用以放大发光二极管3产生的光电流。反相环6包括一个NMOS晶体管7，它的漏极与转换单元9的一个NMOS晶体管10相连，源极与光电流产生单元2的一个PNP晶体管5相连，栅极与电流源1相连，用以提供与转换单元9中的NMOS晶体管10的工作状态相呼应的一个反相环产生电流；一个NMOS晶体管8，它的漏极与电流源1相连，栅极与发光二极管的阴极相连，源极与光电流产生单元2中的发光二极管的阳极3相连，用以提供与电流源1相呼应的反相环产生电流；和在光电流产生单元2内的PNP晶体管5。转换单元9包括一个NMOS晶体管10，晶体管的栅极与输出控制端13相连，漏极与电源相连，源极与反相环6相连，用以控制与输出控制端13的输出信号相呼应的NMOS晶体管7中的漏极电流；和一个NMOS晶体管11，它的栅极与输出控制段13相连，漏极与存储电容12相连，源极与反相环6相连，以控制流经NMOS晶体管7到电压信号输出单元12的光电流的开启和关闭，从而使之与输出控制段13的输出信号相呼应。电压信号输出单元12包括一个存储电容12，它能产生一个与光电流产生单元2产生的光电流成比例的电压信号。上述关于图1中的光学传感器电路的工作流程如下当有光信号进入发光二极管3时，将产生与入射光强度成比例的光电流。只要通过反相环6的PNP晶体管5的基极电压保持恒定，光电流就能作为PNP晶体管5的基极电流流过。这样，当光电流作为PNP晶体管5的基极电流时，通过一个电流放大因子，电流就被放大了。比如流入NMOS晶体管7中的PNP晶体管5的放大电流。通过NMOS晶体管7的电流的开关特性依赖于输出控制段13的输出控制信号的状态，而且这一电流是作为存储电容12的电压信号被输出的，或者是进入反相环电路以保持PNP晶体管5的基极电压的恒定。首先，当从输出控制段13施加一具有“开闸值”的输出控制信号到转换单元9时，与输出控制信号相呼应，转换单元9的PMOS晶体管11就处在开启状态，转换单元9的NMOS晶体管10处在关闭状态。这样，流经NMOS晶体管7的电流将使存储在电压信号输出单元12的存储电容12中的电荷放电。结果，在电压信号输出单元12中将产生与所释放的电荷量成比例的电流，而且，产生的电压信号与产生的电流成比例。另外，产生的电压信号通过输出端14被输出。相反，当从输出控制段13施加一具有“闭闸值”的输出控制信号到转换单元9时，与输出控制信号相呼应，转换单元9的NMOS晶体管10就处在开启状态，转换单元9的PMOS晶体管11处在关闭状态。如关闸状态。当存储电容12不释放电荷时，流经NMOS晶体管10的电流将被用来提供一通路，用以稳定包括NMOS晶体管7，NMOS晶体管8和PNP晶体管5在内的反相环。一个好的光学传感器电路应当具备高的光电转换效率，在明暗的环境下的宽广的工作范围，高的信噪比和快速的响应特性。在图1所示的现有技术中，通过耦合NMOS晶体管7、NMOS晶体管8和PNP晶体管5组成的反相环，将形成稳定的电路，其具备高的转换效率，宽广的工作范围和高的信噪比。然而，对保持反相环的稳定性这一问题，尤其值得关注。这是因为当时间不够用来保持驱动作为输出控制段13的理想脉冲信号的输出控制信号时，NMOS晶体管7和PMOS晶体管11可能同时关闭，从而使反相环处于暂时的不稳定状态，在输出控制段13切换的时间段内，NMOS晶体管10和PMOS晶体管11都处于关闭状态。另外，当利用输出控制信号驱动全部光学传感电路时，如果一个特别的光学传感器中的入射光强度太大的话，通过光学传感电路的光电流产生单元2产生的光电流的振幅与入射光强度之比将变大。由此，存储电容12的电压会快速降低。在这种情形下，PNP晶体管5的发射极电压减小，以至于PNP晶体管5关闭，而反相环也不能保持正常工作状态，从而导致反相环的每个端电压不能保持稳定。这种不稳定的反相环将导致PNP晶体管5的基极电压也不能保持稳定，这样将使光学传感电路的总的光电流转换特性降低。另外，当PNP晶体管5具有使光电流放大这一优点后，由于技术参数的原因，PNP晶体管的电流放大因子不能均匀地分布在各像素之间，这样，光学传感电路的总的均匀性将会受到负面影响。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一个光学传感电路，它能持续保持反相环的稳定，具有快速的响应特性和一个宽广的工作范围，通过快速地执行光电转换来增加发光信号的转换速度。根据所述本专利技术的一方面，光学传感电路包括电流产生结构，用以产生振幅与入射光强度成比例的光电流；转换结构，用以转换电流产生结构产生的光电流，以响应输出控制信号；和电路稳定结构，通过一个独立的，不受转换结构工作状态影响的电流反馈，来稳定电流产生结构的工作状态。附图说明图1是关于现有技术中的光学传感电路的示意图；图2是关于本专利技术第一实施例的光学传感电路的示意图；图3是关于本专利技术第二实施例的光学传感电路的示意图；图4是关于本专利技术第三实施例的光学传感电路的示意图；图5是关于本专利技术第四实施例的光学传感电路的示意图；图6是关于本专利技术第五实施例的光学传感电路的示意图；图7是关于本专利技术第六实施例的光学传感电路的示意图；具体实施方式根据上面对本专利技术涉及的光学传感电路的描述，以下将参考附图进一步描述依据本申请专利技术的较佳实施例。我们将示意出描述中所使用的附图，以帮助理解本专利技术。虽然本专利技术已以较佳实施例公开如上，然其并非用于限定本专利技术，在不脱离本专利技术的精神和范围内的一些等效变化和改动都属于本专利技术的保护范围。图2是关于本专利技术第一实施例的光学传感电路的示意图。图2中的光学传感电路通过在光学传感电路的反相环6(与图1中所示的相同)的部分增加一个NMOS晶体管22来保持反相环的持续稳定。其它与图1所示的电路结构中相同的部分已由附图标记示出，这里就不必一一复述了。再如图2所示，本专利技术所述的光学传感电路的反相环20还包括一个NMOS晶体管22，它的漏极与电源相连，栅极与电流源1相连，源极与PNP晶体管5相连。在反相环20中，来自于输出控制端13的输出控制信号从“开闸”状态切换到“关闸”状态(或从“关闸”状态切换到“开闸”状态)。在这期间内，如果NMOS晶体管10和PMOS晶体管11同时关闭，那么，NMOS晶体管21也将关闭。然而，在本专利技术所述的光学传感电路中的反本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光学传感电路，其特征在于包括：电流产生结构，用以产生振幅与入射光强度成比例的光电流；转换结构，用以转换电流产生结构产生的光电流，以响应输出控制信号；以及电路稳定结构，通过一个独立的，不受转换结构工作状态影响的电流反馈，来稳定电流产生结构的工作状态。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：郑德暎，
申请(专利权)人：艾勒博科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：KR[韩国]