CN100347858C - 光检测电路 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种在集成电路内部实现的光检测电路。传统的光检测电路采用光电二极管的形式，存在着成本高、制作难度大以及使用不便的问题。本发明的目的在于提供一种能完全在集成电路内部实现的、而且可采用常规CMOS工艺制作的光检测电路。本发明的光检测电路包括：电子脉冲开关、在CMOS工艺中实现的双极型晶体管、电容器以及整形电路；所述CMOS工艺晶体管与所述电容器并联后与所述电子脉冲开关串联，所述脉冲电子开关的另一端接电源；所述CMOS工艺晶体管与所述电容器的串联电路的另一端接地，所述整形电路连接到所述脉冲电子开关与所述CMOS工艺晶体管和所述电容器的串联电路的连接点上。

Description

光检测电路
技术领域
本发明涉及光检测电路，尤其涉及在集成电路内部实现的光检测电路。
背景技术
传统的光检测电路采用光电二极管的方式，将光信号转为电流信号。图1示出了一种传统的光检测电路的示意图。D为光电二极管，当光电二极管检测到光信号后，转换成电流信号，提供给后续的电流/电压转换电路11，经转换后，输出有幅度值的电压，从而检测光信号。这种电路一般都需要外接元器件(光电二极管)。而如果要将该光电二极管在集成电路内部实现，则需要采用特殊的工艺。因此无论那种方法，都会带来成本上的增加，前者还会造成使用上的不便。
发明内容
因此，基于上述背景技术，本发明的目的在于提供一种能完全在集成电路内部实现的、而且可采用常规CMOS工艺制作的光检测电路。
根据本发明的上述目的，本发明的光检测电路包括：电子脉冲开关、在CMOS工艺中实现的双极型晶体管、电容器以及整形电路；所述CMOS工艺晶体管与所述电容器并联后与所述电子脉冲开关串联，所述脉冲电子开关的另一端接电源；所述CMOS工艺晶体管与所述电容器的串联电路的另一端接地，所述整形电路连接到所述脉冲电子开关与所述CMOS工艺晶体管和所述电容器的串联电路的连接点上。
如上所述的光检测电路中，所述CMOS工艺晶体管为PNP型晶体管，连接成二极管的形式。
如上所述的光检测电路中，所述CMOS工艺晶体管为NPN型晶体管，连接成二极管的形式。
如上所述的光检测电路中，所述电容器为MOS电容器。
如上所述的光检测电路中，所述整形电路包括反相器。
本发明的光检测电路利用CMOS工艺的晶体管具有对光的敏感性，将其用作为传统意义上的光电元件，从而实现对光信号的检测，同时又解决了在集成电路内部实现光电二极管的工艺问题，可以在制造集成电路的同时完成光检测电路的制作，无需另外的工艺来完成。大大节省了成本，同时也可以减少系统体积。在检测外界光的明暗、漏光报警、芯片防跟踪等方面有着广泛的应用。
附图说明
下面将结合附图详细描述本发明的实施例，本发明的上述和其它目的、特征以及优点将通过下面的实施例得以进一步体现。附图中：
图1是传统的光检测电路的结构示意图；
图2是本发明的光检测电路的结构示意图；
图3是图2所示的光检测电路的具体电路图；
图4是本发明的光检测电路的工作波形图。
具体实施方式
图2示出了本发明的光检测电路的结构示意图。如图2所示，本发明的光检测电路包括有脉冲电子开关K、CMOS工艺晶体管Q1、电容器C和整形电路21。CMOS工艺晶体管Q1与电容器C并联，然后与电子脉冲开关K串联。脉冲电子开关K的另一端接电源。CMOS工艺晶体管Q1与电容器C的串联电路的另一端接地。整形电路21连接到脉冲电子开关K与CMOS工艺晶体管Q1和电容器的串联电路的连接点E上。
在上述电路中，Q1是一个用常规CMOS工艺制作的晶体管，这类晶体管在有光照的情况下，具有反向导通的特性。本发明光电检测电路就是利用这类晶体管的反向导通特性。下面介绍本发明的光检测电路的工作原理。
脉冲电子开关K在外接方波形下的控制下周期性的导通和截止。当脉冲电子开关K导通时，电源通过该脉冲电子开关K向电容器C充电，电容器C电压升高，连接点E处的电压为高电平，通过整形电路21向外输出低电平。当脉冲电子开关K截止时，如果此时无光照射到晶体管Q1上，则晶体管Q1反向不导通，电容器C上的电荷无从释放，仍将维持高电平，整形电路21的输出仍为低电平。如果此时有光照射到晶体管Q1上，则由于CMOS工艺的晶体管Q1的见光反向导通的特性，晶体管Q1上会产生反向漏电流，电容器C上的电荷通过晶体管Q1释放，连接点E上的电压快速下降成低电平，使整形电路21输出高电平。由于晶体管Q1在不同强度的光照下，其反向漏电流的大小也随之变化，因此，整形电路21输出的方波信号的占空比也会变化。图4示出了不同光照时整形电路21的输出波形。波形A为脉冲电子开关的方波控制信号，波形B为光较强时的输出信号；波形C为光较弱时的输出信号。
如上所述，虽然本发明的光检测电路中未使用传统的光电二极管，但同样可以对光进行检测，而且，本发明的光检测电路可以利用常规的CMOS工艺与集成电路同时制作，大大简化了制作过程。
图3是图2所示的光检测电路的一种实现方式。在图3的实施例中，用PNP型CMOS晶体管M1作为图2中的脉冲电子开关K，用MOS电容器M2实现图2中的电容器C，整形电路21为一个三级反向器。
图3虽然以一具体的电路图作为实施例，但应当理解，本技术领域的普通技术人员在图2的基础上，利用其具有的该技术领域的常识，还可以有多种实现方式或者对其进行变型和修饰，例如电容器C也可以就一个分立器件；CMOS工艺晶体管Q1可以就PNP型晶体管，也可以就NPN型晶体管；整形电路21也可以采用其它形式，只要能实现其输出与输入相对应。
另外，本发明与传统的光检测电路相比，有如下特点：
1.不需要外接或在电路内部制作光电二极管；
2.有光照时输出频率为一方波，不易误触发电路；
3.使用方便，成本低。

Claims (5)

1、一种光检测电路包括：电子脉冲开关、在CMOS工艺中实现的双极型晶体管、电容器以及整形电路；所述在CMOS工艺中实现的双极型晶体管与所述电容器并联后与所述电子脉冲开关串联，所述脉冲电子开关的另一端接电源；所述在CMOS工艺中实现的双极型晶体管与所述电容器的串联电路的另一端接地，所述整形电路连接到所述脉冲电子开关与所述在CMOS工艺中实现的双极型晶体管和所述电容器的串联电路的连接点上。
2、如权利要求1所述的光检测电路，其特征在于，所述在CMOS工艺中实现的双极型晶体管为PNP型晶体管，连接成二极管的形式。
3、如权利要求1所述的光检测电路，其特征在于，所述在CMOS工艺中实现的双极型晶体管为NPN型晶体管，连接成二极管的形式。
4、如权利要求1、2或3所述的光检测电路，其特征在于，所述电容器为MOS电容器。
5、如权利要求4所述的光检测电路，其特征在于，所述整形电路包括反相器。
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