本發(fā)明涉及光檢測技術(shù)，特別涉及一種光檢測電路及電子設(shè)備。

背景技術(shù)：

光檢測電路是一種應(yīng)用光檢測器對光線進行檢測的應(yīng)用電路，其中，所述光檢測器可以包括：光電倍增管、熱電探測器、光電二極管等。其中，常見的半導體光檢測器可以包括：pn光電二極管、pin光電二極管和雪崩光電二極管(avalanchephotodiode，apd)等。

光檢測電路的應(yīng)用較為廣泛，例如，在各種金融卡類芯片中，光檢測電路是安全保護電路的重要組成部分。當所述金融卡類芯片被盜竊并暴露于光線外時，光檢測電路可以準確檢測地光線照射并發(fā)出報警，且需要在檢測到無光的情況避免誤報警，同時所述金融卡類芯片可以進行自毀；那么，與此同時，對所述光檢測電路的功耗和可靠性具有較高的要求。

目前，主流的光檢測電路主要有兩種。其中一種光檢測電路包括了光電二極管和比較電路，然而，所述光電二極管存在暗電流，使得在不受到光線照射時，光電二極管的電流增大，這容易觸發(fā)誤報警。為了克服所述暗電流對光檢測電路可靠性的影響，另一種光檢測電路采用了兩個光電二極管進行檢測的方案，并將其中一個光點二極管進行遮蓋，并且設(shè)計了暗電流補償電路，對光電二極管的暗電流進行定量補償，然而，這將引起光檢測電路靜態(tài)功耗的增加。

因此，現(xiàn)有技術(shù)中的光檢測電路面臨著靜態(tài)功耗較大且可靠性不高的問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明解決的技術(shù)問題是如何在保證光檢測電路的可靠性的同時，降低光檢測電路的靜態(tài)功耗。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明實施例提供一種光檢測電路，光檢測電路 包括：第一光檢測器和第二光檢測器，所述第一光檢測器和第二光檢測器具有相同的暗電流，其中，所述第二光檢測器被遮蓋；比較電路，所述比較電路的第一輸入端連接所述第一光檢測器的輸出端，所述比較電路的第二輸入端連接所述第二光檢測器的輸出端，所述比較電路的輸出端輸出檢測信號。

可選地，所述比較電路的第三輸入端連接電源，所述比較電路具有失調(diào)電壓，當所述比較電路的第二輸入端與其第一輸入端之間的電壓差超過所述失調(diào)電壓時，所述檢測信號的邏輯電平翻轉(zhuǎn)。

可選地，所述光檢測電路還包括：第一開關(guān)和第二開關(guān)，所述第一開關(guān)的控制端輸入有復(fù)位信號，所述第一開關(guān)的第一端連接所述第二開關(guān)的第一端并連接電源，所述第一開關(guān)的第二端連接所述第一光檢測器的輸出端，所述第二開關(guān)的第二端連接所述第二光檢測器的輸出端。

可選地，所述第一開關(guān)包括第一pmos晶體管，所述第一pmos晶體管的柵極連接所述第一開關(guān)的控制端，所述第一pmos晶體管的源極連接所述第一開關(guān)的第一端，所述第一pmos晶體管的漏極連接所述第一開關(guān)的第二端。

可選地，所述第二開關(guān)包括第二pmos晶體管，所述第二pmos晶體管的柵極連接所述第二開關(guān)的控制端，所述第二pmos晶體管的源極連接所述第二開關(guān)的第一端，所述第二pmos晶體管的漏極連接所述第二開關(guān)的第二端。

可選地，所述光檢測電路還包括：邏輯電路，適于對所述復(fù)位信號與所述檢測信號進行邏輯運算以生成控制信號，所述控制信號傳輸至所述第二開關(guān)的控制端。

可選地，所述邏輯電路包括：與非門和反相器，其中，所述與非門的第一輸入端連接所述邏輯電路的第一輸入端，所述與非門的第二輸入端連接所述邏輯電路的第二輸入端，所述與非門的輸出端連接所述反相器的輸入端，所述反相器的輸出端連接所述邏輯電路的輸出端。

可選地，所述比較電路包括：第一輸入支路，所述第一輸入支路包括m個放大器件，m為正整數(shù)，所述m個放大器件中的每一個放大器件的第一端 連接所述比較電路的第一輸入端；第二輸入支路，所述第二輸入支路包括n個放大器件，n為正整數(shù)，所述n個放大器件中的每一個放大器件的第一端連接所述比較電路的第二輸入端；第一負載，其第一端連接電源，其第二端連接每一個所述m個放大器件的第二端，適于為所述比較電路提供上拉負載；第二負載，其第一端連接電源，其第二端連接每一個所述n個放大器件的第二端，適于為所述比較電路提供上拉負載；負載電流源，其第一端連接所述m個放大器件中每一個放大器件的第三端和所述n個放大器件中每一個放大器件的第三端，其第二端接地。

可選地，所述放大器件包括mos晶體管，所述mos晶體管的柵極連接所述放大器件的第一端，所述mos晶體管的漏極連接所述放大器件的第二端，所述mos晶體管的源極連接所述放大器件的第三端。

可選地，所述第一負載為電阻或mos晶體管，所述第二負載為電阻或mos晶體管。

可選地，所述第一光檢測器包括第一光電二極管，所述第一光電二極管的負極連接所述第一光檢測器的輸出端，所述第一光電二極管的正極連接所述第一光檢測器的輸入端并接地。

可選地，所述第二光檢測器包括第二光電二極管，所述第二光電二極管的負極連接所述第二光檢測器的輸出端，所述第二光電二極管的正極連接所述第二光檢測器的輸入端并接地。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明實施例還提供一種電子設(shè)備，包括以上所述的光檢測電路。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明實施例的技術(shù)方案具有以下有益效果：

本發(fā)明實施例光檢測電路可以包括：第一光檢測器和第二光檢測器，所述第一光檢測器和第二光檢測器具有相同的暗電流，其中，所述第二光檢測器被遮蓋；比較電路，所述比較電路的第一輸入端連接所述第一光檢測器的輸出端，所述比較電路的第二輸入端連接所述第二光檢測器的輸出端，所述比較電路的輸出端輸出檢測信號。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明實施例采用兩個光檢測器，其中一個被遮蓋，可以避免由暗電流引起的光檢測電路誤報警， 此外，所采用的比較電路無需對第一光檢測器和第二光檢測器進行暗電流補償，可以降低光檢測電路的靜態(tài)功耗。

進一步而言，所述比較電路具有失調(diào)電壓，當所述比較電路的第二輸入端與其第一輸入端之間的電壓差超過所述失調(diào)電壓時，所述檢測信號的邏輯電平翻轉(zhuǎn)。所述比較電路包括：m個放大器件、n個放大器件、第一負載、第二負載以及負載電流源，其中，m和n為正整數(shù)。本實施例的比較電路為全差分結(jié)構(gòu)，通過調(diào)節(jié)第一輸入支路和第二輸入支路所包含的mos管數(shù)量來間接調(diào)節(jié)所述比較電路的失調(diào)電壓，并且通過判斷所述比較電路的第一輸入端和第二輸入端的電壓的差值與所述失調(diào)電壓之間的關(guān)系，以所述檢測信號的邏輯電平判斷所述光檢測電路的輸出狀態(tài)，本實施例無需引入?yún)⒖茧妷喊l(fā)生電路，具有較低的靜態(tài)功耗。

進一步而言，本實施例還可以包括邏輯電路，所述第一開關(guān)的控制信號為外部輸入，所述第二開關(guān)的控制信號為通過所述復(fù)位信號與所述檢測結(jié)果經(jīng)所述邏輯電路的邏輯運算生成，并且，當所述檢測結(jié)果為第一邏輯電平時，所述第二開關(guān)的導通或者關(guān)斷不依賴于所述復(fù)位信號的控制，以對第二光電二極管的輸出端進行箝位，可以進一步保證光檢測電路的可靠性，保證光檢測電路不受漏光影響。

附圖說明

圖1是一種現(xiàn)有的光檢測電路的電路圖。

圖2是另一種現(xiàn)有的光檢測電路的電路圖。

圖3是本發(fā)明實施例光檢測電路的總體結(jié)構(gòu)框圖。

圖4是本發(fā)明實施例光檢測電路的一種詳細結(jié)構(gòu)框圖。

圖5是本發(fā)明實施例中比較電路的電路圖。

圖6是本發(fā)明實施例在無光條件下復(fù)位信號、第一、第二光檢測器的輸出端電壓以及檢測信號的示意圖。

圖7是本發(fā)明實施例在有光條件下復(fù)位信號、第一、第二光檢測器的輸出端電壓以及檢測信號的示意圖。

圖8是本發(fā)明實施例光檢測電路的另一種詳細結(jié)構(gòu)框圖。

圖9是如圖8所示的本發(fā)明實施例在強光條件下復(fù)位信號、第一、第二光檢測器的輸出端電壓以及檢測信號的示意圖。

具體實施方式

如背景技術(shù)部分所述，現(xiàn)有技術(shù)的光檢測電路一般采用光電二極管和比較電路的方案，或者采用雙光電二極管并且補償暗電流的方案，使得現(xiàn)有技術(shù)中的光檢測電路面臨著靜態(tài)功耗較大且可靠性不高的問題。

本申請發(fā)明人對現(xiàn)有技術(shù)進行了分析。

圖1是一種現(xiàn)有的光檢測電路的電路圖，如圖1所示，現(xiàn)有的光檢測電路的主要包含復(fù)位開關(guān)、光電二極管和比較器。在復(fù)位信號reset為低電平時，所述復(fù)位開關(guān)閉合，其中，所述復(fù)位開關(guān)可以為pmos管。光電二極管的負極的節(jié)點vs可以被復(fù)位至電源vdd。參考電壓vref可以為外部的參考電壓源輸入的，且可以調(diào)節(jié)。當節(jié)點vs的電壓大于參考電壓vref時，所述比較器的輸出端out輸出為高。當有光線射入所述光點二極管時，節(jié)點vs的電壓會由于光電流的作用開始下降，這個階段稱為曝光階段，當節(jié)點vs的電壓小于參考電壓vref，所述比較器的輸出端out輸出端為低，此時，觸發(fā)報警電路(圖未示)報警。

在圖1所示的光檢測電路中，由于暗電流的存在，即使在無光的條件下，所述節(jié)點vs的電壓也會隨暗電流的累積作用而下降，若時間足夠長，暗電流將導致所述節(jié)點vs的電壓小于所述參考電壓vref，引起誤報警。

圖2是另一種現(xiàn)有的光檢測電路的電路圖。如圖2所示，采用兩路光電二極管d3和d4，并將光電二極管d4用金屬覆蓋，可以得到對應(yīng)的暗電流，并采用由晶體管mp1、mp2和mp3組成的電流鏡電路對所述暗電流進行定量補償，該方案的優(yōu)點是不受光電二極管中暗電流的影響，但其缺點是引入了靜態(tài)功耗。

根據(jù)以上分析可知，現(xiàn)有技術(shù)的光檢測電路面臨著靜態(tài)功耗較大且可靠性不高的問題。

本發(fā)明實施例提出一種光檢測電路，本發(fā)明實施例采用兩個光檢測器，其中一個被遮蓋，可以避免由暗電流引起的光檢測電路誤報警，此外，所采用的比較電路無需對第一光檢測器和第二光檢測器進行暗電流補償，在保證光檢測電路的可靠性的情況下，降低光檢測電路的靜態(tài)功耗。

為使本發(fā)明的上述目的、特征和有益效果能夠更為明顯易懂，下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施例做詳細的說明。

圖3是本發(fā)明實施例光檢測電路的總體結(jié)構(gòu)框圖。下面結(jié)合圖3對本發(fā)明實施例光檢測電路的具體實施例做詳細的說明。

本發(fā)明實施例光檢測電路100可以包括第一光檢測器(圖中僅以光電二極管d1示出)和第二光檢測器(圖中僅以光電二極管d2示出)，以及比較電路1。

所述第一光檢測器和第二光檢測器具有相同的暗電流，其中，所述第二光檢測器被遮蓋。

所述比較電路1的第一輸入端連接所述第一光檢測器的輸出端，所述比較電路1的第二輸入端連接所述第二光檢測器的輸出端，所述比較電路1的輸出端輸出檢測信號out。

本發(fā)明實施例的光檢測電路100采用差分結(jié)構(gòu)，所述比較電路1無需引入?yún)⒖茧妷涸匆怨?jié)約電路功耗，并利用所述比較電路1本身的電路特性對所述第一光檢測器的輸出端和第二光檢測器的輸出端所輸出的電壓進行比較，并依托于所述比較電路1輸出的檢測信號out進行后續(xù)處理，如報警等。

在具體實施中，所述第一光檢測器可以包括第一光電二極管d1，所述第一光電二極管d1的負極連接所述第一光檢測器的輸出端，所述第一光電二極管d1的正極連接所述第一光檢測器的輸入端并接地。所述第二光檢測器可以包括第二光電二極管d2，所述第二光電二極管d2的負極連接所述第二光檢測器的輸出端，所述第二光電二極管d2的正極連接所述第二光檢測器的輸入端并接地。

需要說明的是，所述光檢測器可以為光電二極管，亦可以為具有暗電流的其他形式的能夠完成對光線進行檢測的光檢測器件，本實施例不進行特殊 限制。

在具體實施中，所述比較電路1的第三輸入端連接電源vdd，所述比較電路1具有失調(diào)電壓vref；本實施例光檢測電路100采用全差分結(jié)構(gòu)，所述比較電路1的兩個輸入端分別連接光電二級管d1和d2的輸出端，其中所述第二光電二極管d2被遮蓋，遮蓋物可以為金屬，則被遮蓋的光電二極管不接受光線，所述第一光電二極管d1當接收光線照射時則正常曝光。當有光線射入時，所述第一光電二極管d1的輸出端的電壓vs1下降，所述第二光電二極管d2的輸出端的電壓vs2保持不變；當所述比較電路1的第二輸入端與所述比較電路1第一輸入端之間的電壓差超過所述失調(diào)電壓vref時，所述檢測信號out的邏輯電平翻轉(zhuǎn)，以觸發(fā)報警。

在具體實施中，所述檢測信號out可以在邏輯低電平時觸發(fā)報警。

圖4是本發(fā)明實施例光檢測電路的一種詳細結(jié)構(gòu)框圖。下面結(jié)合圖4對本發(fā)明實施例光檢測電路100的具體實施例做詳細的說明。

本實施例還可以包括：第一開關(guān)sw1和第二開關(guān)sw2，所述第一開關(guān)sw1的控制端輸入有復(fù)位信號reset，所述第一開關(guān)sw1的第一端連接所述第二開關(guān)sw2的第一端，并連接電源vdd，所述第一開關(guān)sw1的第二端連接所述第一光檢測器的輸出端，所述第二開關(guān)sw2的第二端連接所述第二光檢測器的輸出端。

在具體實施中，所述第一開關(guān)sw1可以包括第一pmos晶體管p1，所述第一pmos晶體管p1的柵極連接所述第一開關(guān)sw1的控制端，所述第一pmos晶體管p1的源極連接所述第一開關(guān)sw1的第一端，所述第一pmos晶體管p1的漏極連接所述第一開關(guān)sw1的第二端。

在具體實施中，所述第二開關(guān)sw2可以包括第二pmos晶體管p2，所述第二pmos晶體管p2的柵極連接所述第二開關(guān)sw2的控制端，所述第二pmos晶體管p2的源極連接所述第二開關(guān)sw2的第一端，所述第二pmos晶體管p2的漏極連接所述第二開關(guān)sw2的第二端。

需要說明的是，本實施例僅以采用pmos晶體管作為所述第一開關(guān)sw1和第二開關(guān)sw2的實施方式為例，但并不以此為限；本實施例中的第一開關(guān) sw1和第二開關(guān)sw2還可以采用nmos晶體管，或者pmos晶體管與nmos管的組合，或者其他類型的開關(guān)器件或者電路實現(xiàn)，在具體實施中，僅需適當?shù)卣{(diào)節(jié)所述第一開關(guān)sw1和第二開關(guān)sw2的控制信號邏輯，本實施例不進行特殊限制。

圖5是本發(fā)明實施例中比較電路1的電路圖。下面結(jié)合圖5對本發(fā)明實施例光檢測電路100中比較電路1的具體實施例做詳細的說明。

所述比較電路1可以包括：第一輸入支路(圖未示)、第二輸入支路(圖未示)、第一負載load1、第二負載load2以及負載電流源load3。

所述第一輸入支路可以包括m個放大器件(圖未示)，m為正整數(shù)，所述m個放大器件中的每一個放大器件的第一端連接所述比較電路1的第一輸入端。

所述第二輸入支路可以包括n個放大器件，n為正整數(shù)，所述n個放大器件中的每一個放大器件的第一端連接所述比較電路1的第二輸入端。

所述第一負載load1的第一端連接電源vdd，所述第一負載load1的第二端連接每一個所述m個放大器件的第二端，適于為所述比較電路1提供上拉負載。

所述第二負載load2的第一端連接電源vdd，所述第二負載load2的第二端連接每一個所述n個放大器件的第二端，適于為所述比較電路1提供上拉負載。

所述負載電流源load3的第一端連接所述m個放大器件中每一個放大器件的第三端和所述n個放大器件中每一個放大器件的第三端，所述負載電流源load3的第二端接地。

在具體實施中，所述放大器件可以包括mos晶體管(圖未示)，其中，所述mos晶體管的柵極連接所述放大器件的第一端，所述mos晶體管的漏極連接所述放大器件的第二端，所述mos晶體管的源極連接所述放大器件的第三端。

其中，所述第一輸入支路可以包括m個mos晶體管，m為正整數(shù)，分 別為晶體管m1、m2、m3、….、mm。所述第二輸入支路可以包括n個mos晶體管，n為正整數(shù)，分別為晶體管n1、n2、n3、….、nn。

在具體實施中，所述第一負載load1可以為電阻或mos晶體管，所述第二負載load2為可以電阻或mos晶體管。

需要說明的是，所述放大器件還可以包括單個mos晶體管或者多個mos晶體管的組合，也可以包括單個三極管或者多個三級管的組合，本實施例不進行特殊限制。

在具體實施中，本實施例并不限制所述第一輸入支路和第二輸入支路所包含的放大器件的數(shù)量，即不限制所述m和n的取值。本實施例可以通過調(diào)節(jié)所述m和n的取值，進而調(diào)節(jié)所述第一輸入支路和第二輸入支路中流經(jīng)的總電流大小，可以間接地調(diào)節(jié)所述比較電路1的失調(diào)電壓vref。

其中，若假設(shè)所述第一輸入支路所包括的mos個數(shù)為m，s2端的mos個數(shù)為n，則is1+is2＝iload，其中，is1＝iload/(1+n/m)，is1/is2＝m/n，is2＝iload/(1+m/n)；則is1-is2＝iload×(n-m)/(n+m)，所述失調(diào)電壓vref≈(is1-is2)/gm；其中，is1代表所述第一輸入支路流經(jīng)的總電流，is2代表所述第二輸入支路流經(jīng)的總電流，iload代表所述負載電流源load3所流經(jīng)的電流，gm代表所述m個放大器件與所述n個放大器件共同表現(xiàn)出的跨導。因此，本實施例可以通過調(diào)節(jié)n和m的數(shù)目調(diào)節(jié)所述失調(diào)電壓vref的正負關(guān)系以及絕對值。

進一步而言，所述比較電路1具有失調(diào)電壓vref，當所述比較電路1的第二輸入端與其第一輸入端之間的電壓差超過所述失調(diào)電壓vref時，所述檢測信號out的邏輯電平翻轉(zhuǎn)。所述比較電路1包括：m個放大器件、n個放大器件、第一負載load1、第二負載load2以及負載電流源load3，其中，m和n為正整數(shù)。本實施例的比較電路1為全差分結(jié)構(gòu)，通過調(diào)節(jié)第一輸入支路和第二輸入支路所包含的mos管數(shù)量來間接調(diào)節(jié)所述比較電路1的失調(diào)電壓vref，并且通過判斷所述比較電路1的第一輸入端和第二輸入端的電壓的差值與所述失調(diào)電壓vref之間的關(guān)系，以所述檢測信號out的邏輯電平判斷所述光檢測電路100的輸出狀態(tài)，本實施例無需引入?yún)⒖茧妷喊l(fā)生電路， 具有較低的靜態(tài)功耗。

在具體實施中，本實施例中的比較電路1可以采用單級或者多級實現(xiàn)。本實施例可以進行適當?shù)財U展，因此不進行特殊限制。

圖6是本發(fā)明實施例在無光條件下復(fù)位信號reset、第一、第二光檢測器的輸出端電壓以及檢測信號out的示意圖。

如圖6所示，在所述復(fù)位信號reset在低電平時，所述第一開關(guān)sw1和第二開關(guān)sw2導通，在無光條件下，由于暗電流的作用，第一光檢測器的輸出端電壓vs1和第二光檢測器的輸出端電壓vs2均有所下降，但是由于vs1和vs2同時下降，所以vs1-vs2的差值保持不變，因此所述檢測信號out的邏輯電平始終保持為高，不觸發(fā)后續(xù)的報警電路進行報警。同時，由于暗電流時存在于二極管本身，該電流不會從電源vdd流出，因此，此時不產(chǎn)生靜態(tài)功耗。

圖7是本發(fā)明實施例在有光條件下復(fù)位信號reset、第一、第二光檢測器的輸出端電壓以及檢測信號out的示意圖。

結(jié)合圖4和圖7所示，在所述復(fù)位信號reset在低電平時，所述第一開關(guān)sw1和第二開關(guān)sw2導通，在有光條件下，第一光檢測器的輸出端會產(chǎn)生曝光電流，第一光檢測器的輸出端電壓vs1會比第二光檢測器的輸出端電壓vs2下降更快，當vs2-vs1>vref，所述檢測信號out的邏輯電平輸出為低，觸發(fā)后續(xù)的報警電路進行報警。

然而，當照射的光線過強，導致被覆蓋的第二光檢測器將產(chǎn)生較大的電流，可稱為漏電流，會導致第一光檢測器的輸出端電壓vs1的下降速度快于第二光檢測器的輸出端電壓vs2，使得vs2-vs1<vref，因此，此時盡管受到了光線的照射，但是所述檢測信號out輸出邏輯電平為高電平，不觸發(fā)報警。

圖8是本發(fā)明實施例光檢測電路的另一種詳細結(jié)構(gòu)框圖。

如圖8所示，針對以上所述照射光電光強，本實施例的光檢測電路100不觸發(fā)報警的技術(shù)問題，本實施例還可以包括：邏輯電路，適于對所述復(fù)位信號reset與所述檢測信號out進行邏輯運算以生成控制信號(圖未示)， 所述控制信號傳輸至所述第二開關(guān)sw2的控制端。

在具體實施中，所述邏輯電路2可以包括：與非門andg和反相器inv，其中，所述與非門andg的第一輸入端連接所述邏輯電路2的第一輸入端，所述與非門andg的第二輸入端連接所述邏輯電路2的第二輸入端，所述與非門andg的輸出端連接所述反相器inv的輸入端，所述反相器inv的輸出端連接所述邏輯電路2的輸出端。

需要說明的是，所述邏輯電路2的具體實施方式不應(yīng)局限于所述與非門andg和反相器inv，還可以采用與門，或者其他邏輯電路2的任意組合，本實施例不進行特殊限制。

圖9是如圖8所示的本發(fā)明實施例在強光條件下復(fù)位信號reset、第一、第二光檢測器的輸出端電壓以及檢測信號out的示意圖。

如圖9所示，在增加了所述邏輯電路2后，當所述檢測信號out輸出為邏輯低電平時，所述第二光檢測器的輸出端的電壓vs2無需等待復(fù)位信號reset，即所述第二開關(guān)sw2的導通或者關(guān)斷不依賴于所述復(fù)位信號reset的控制，以對第二光電二極管d2的輸出端進行箝位，使得本實施例的光檢測電路100在受到強光照射時不受所述漏電流的影響，增強電路的可靠性。

本發(fā)明實施例還公開了一種電子設(shè)備，包括以上所述的光檢測電路100，所述電子設(shè)備可以應(yīng)用于金融卡類的芯片內(nèi)，具有功耗低，可靠性高的優(yōu)點。

雖然本發(fā)明披露如上，但本發(fā)明并非限定于此。任何本領(lǐng)域技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，均可作各種更動與修改，因此本發(fā)明的保護范圍應(yīng)當以權(quán)利要求所限定的范圍為準。