專利名稱：一種用于芯片安全防護的光檢測電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及光電檢測技術(shù)領(lǐng)域，特別是用于芯片安全防護的光檢測電路。
背景技術(shù)：
光電檢測技術(shù)通過光學(xué)與電子學(xué)相結(jié)合實現(xiàn)對芯片感光方面的檢測。利用光電探測器將光學(xué)信息轉(zhuǎn)換為電子信息，通過電子技術(shù)對光學(xué)信號進行檢測，并將轉(zhuǎn)換后的電子信息進行電路放大、濾波等信號處理最終達到電信號輸出，實現(xiàn)芯片電路防護檢測的目的。在光電探測器中采用集成于芯片內(nèi)部的感光二極管，通過此感光二極管將光信號轉(zhuǎn)換成電信號。光電二極管在反向電壓工作時，暗電流極其微弱；有光照時，反向電流迅速增大。光的強度越大，反向感光電流也越大，從而把光信號轉(zhuǎn)換成電信號，對電信號進行濾波放大，輸出得到檢測的安全防護信號。在無光照情況下，暗電流會隨著溫度的升高而迅速增大，基本成指數(shù)形式增長，使弱光檢測變得很難進行。現(xiàn)有技術(shù)中，如圖I所示，光檢測電路采用光電轉(zhuǎn)換模塊、放大濾波模塊和輸出模塊得到感光信號電壓輸出。參看圖2，顯示了現(xiàn)有技術(shù)中光電二極管的轉(zhuǎn)換以及電路放大過程，其中獨立的光電二極管產(chǎn)生的感光電流以及同時產(chǎn)生的熱電流被轉(zhuǎn)換并經(jīng)過放大輸出，容易引起光檢測結(jié)果因為溫度的影響而功能失效，安全性不高且輸出電壓信噪比大。同時，現(xiàn)有技術(shù)的放大濾波模塊一般采用電壓放大電路，在電流到電壓轉(zhuǎn)換時模塊中的電阻會引起一部分熱噪聲，影響感光信號的靈敏度。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明的目的是提供一種用于芯片安全防護的光檢測電路。它能減少或消除熱電流對感光二極管的影響，提高檢測電路的安全性，降低信噪比，具有電路簡單、成本低廉、節(jié)省功耗的特點。為了達到上述發(fā)明目的，本發(fā)明的技術(shù)方案以如下方式實現(xiàn)
一種用于芯片安全防護的光檢測電路，它包括光電轉(zhuǎn)換模塊、放大模塊、濾波模塊和輸出模塊。其結(jié)構(gòu)特點是，所述光電轉(zhuǎn)換模塊包括集成的主光電二極管和從光電二極管，主光電二極管進行光信號的接收，從光電二極管將主光電二極管中溫度效應(yīng)產(chǎn)生的熱電流釋放掉。放大模塊包括多級電流放大器和有源可調(diào)整負(fù)載結(jié)構(gòu)，通過對負(fù)載數(shù)字控制端的調(diào)整，得到不同的有源負(fù)載組合進行電流的逐級放大；輸出模塊采用施密特觸發(fā)器對電路的電壓信號進行鎖存放大和濾波。在上述光檢測電路中，所述主光電二極管和從光電二極管采用相同的有源區(qū)面積。本發(fā)明由于采用了上述結(jié)構(gòu)，采用集成的兩個光電二極管，在接收入射光的同時有效減少熱電流對感光信號電流的影響，使得光電信號能夠有效的轉(zhuǎn)換。本發(fā)明結(jié)構(gòu)保證了芯片在正面受光時，芯片處于安全保護狀態(tài)，確保感光更準(zhǔn)確、更敏感。本發(fā)明中光電流的逐級放大及限流，可防止由于感光信號太強、電流過大而損壞芯片。下面結(jié)合附圖和具體實施方式
對本發(fā)明作進一步說明。

圖I為現(xiàn)有技術(shù)光檢測電路結(jié)構(gòu)示意 圖2為現(xiàn)有技術(shù)獨立光電二極管光電轉(zhuǎn)換不意 圖3為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意 圖4為本發(fā)明集成的光電二極管光電轉(zhuǎn)換示意 圖5為本發(fā)明光電信號放大有源負(fù)載調(diào)整電路框 圖6為本發(fā)明光電轉(zhuǎn)換電壓輸出功能實現(xiàn)框 圖7為本發(fā)明光電轉(zhuǎn)換信號輸出示意圖。
具體實施例方式參看圖3，本發(fā)明光檢測電路包括依次連接的光電轉(zhuǎn)換模塊、放大模塊、濾波模塊和輸出模塊。光電轉(zhuǎn)換模塊包括集成的米用相同有源區(qū)面積的主光電二極管Dl和從光電二極管D2，主光電二極管Dl進行光信號的接收，從光電二極管D2將主光電二極管Dl中溫度效應(yīng)產(chǎn)生的熱電流釋放掉。放大模塊包括多級電流放大器和有源可調(diào)整負(fù)載結(jié)構(gòu)，通過對負(fù)載數(shù)字控制端的調(diào)整，得到不同的有源負(fù)載組合進行電流的逐級放大；輸出模塊采用施密特觸發(fā)器對電路的電壓信號進行鎖存放大和濾波。本發(fā)明工作時，主感光二極管Dl將接收到的光信號轉(zhuǎn)換成電流信號，同時產(chǎn)生有熱電流，而且隨著溫度升高，熱電流急劇增大，此時利用從光電二極管D2將同樣環(huán)境溫度下的熱電流釋放掉，僅將感光電流進行處理得到光電保護信號的數(shù)字輸出，提高了信號的可信度。同時，對捕捉到的光信號進行放大、濾波和數(shù)字信號輸出。本發(fā)明可在主感光二極管Dl上方加上金屬的阻擋層以保持其感光性能。參看圖4，本發(fā)明放大模塊采用電流放大器對感光電流進行逐級放大，放大電路的級數(shù)及放大倍數(shù)由最小感光電流及輸出有源負(fù)載部分決定，同時對放大電路電流進行限流，防止感光強度過大，芯片電路損壞。各個電流放大電路的電流總和受到限流電路部分的總電流Iss限制。參看圖5，本發(fā)明中采用有源可調(diào)負(fù)載將放大后的感光電流信號轉(zhuǎn)換成電壓信號。經(jīng)過放大后的電流信號輸出Iss_0ut，經(jīng)過有源可調(diào)整負(fù)載部分變成電路需要的電壓信號。在此有源可調(diào)整負(fù)載電路中，采用n路有源負(fù)載，通過對電路有源負(fù)載的控制對所需負(fù)載進行調(diào)整，根據(jù)轉(zhuǎn)換的感光電流強弱，得到不同的感光電流強度，對應(yīng)不同的可調(diào)整有源負(fù)載進行輸出轉(zhuǎn)換電流到電壓轉(zhuǎn)換控制，得到有用電壓信號。在電路預(yù)放大后，對電路感光信號進行電流到電壓的可調(diào)整負(fù)載控制轉(zhuǎn)換，提高了電路的可調(diào)性以及電路的集成度，節(jié)約了電路成本。參看圖6，選用閾值比較電路對噪聲信號進行抑制。在此電路實現(xiàn)中，采用施密特鎖存器對電路進行濾波放大，對轉(zhuǎn)換所得電壓信號進行放大鎖存輸出，避免干擾。提高了電路的集成度，簡化了電路。參看圖7，測試本發(fā)明在不同光強下的輸出電壓。測試結(jié)果表明，芯片電路的感光防護功能良好，在測試的各種光強度下，通過適當(dāng)?shù)呢?fù)載調(diào)整，輸出適用于電路安全防護的檢測信號。
權(quán)利要求
1.一種用于芯片安全防護的光檢測電路，它包括依次連接的光電轉(zhuǎn)換模塊、放大模塊、濾波模塊和輸出模塊，其特征在于，所述光電轉(zhuǎn)換模塊包括集成的主光電二極管(Dl)和從光電二極管(D2),主光電二極管(Dl)進行光信號的接收,從光電二極管(D2)將主光電二極管(Dl)中溫度效應(yīng)產(chǎn)生的熱電流釋放掉；放大模塊包括多級電流放大器和有源可調(diào)整負(fù)載結(jié)構(gòu)，通過對負(fù)載數(shù)字控制端的調(diào)整，得到不同的有源負(fù)載組合進行電流的逐級放大；輸出模塊采用施密特觸發(fā)器對電路的電壓信號進行鎖存放大和濾波。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的光檢測電路，其特征在于，所述主光電二極管(Dl)和從光電二極管(D2)采用相同的有源區(qū)面積。
全文摘要
一種用于芯片安全防護的光檢測電路，涉及光電檢測技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明包括光電轉(zhuǎn)換模塊、放大模塊、濾波模塊和輸出模塊。其結(jié)構(gòu)特點是，所述光電轉(zhuǎn)換模塊包括集成的主光電二極管和從光電二極管，主光電二極管進行光信號的接收，從光電二極管將主光電二極管中溫度效應(yīng)產(chǎn)生的熱電流釋放掉。放大模塊包括多級電流放大器和有源可調(diào)整負(fù)載結(jié)構(gòu)，通過對負(fù)載數(shù)字控制端的調(diào)整，得到不同的有源負(fù)載組合進行電流的逐級放大；輸出模塊采用施密特觸發(fā)器對電路的電壓信號進行鎖存放大和濾波。本發(fā)明能減少或消除熱電流對感光二極管的影響，提高檢測電路的安全性，降低信噪比，具有電路簡單、成本低廉、節(jié)省功耗的特點。
文檔編號H04B10/08GK102739304SQ20111008469
公開日2012年10月17日 申請日期2011年4月6日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月6日
發(fā)明者王斌, 盛敬剛 申請人:北京同方微電子有限公司