TW201800722A - 感測電路及感測電路的控制方法 - Google Patents

Abstract

感測電路包含感測模組以及讀取模組。感測模組用以接收感測電壓並相應地輸出輸出電流。感測模組包含感測電晶體以及電流鏡單元。感測電晶體的第一端用以接收參考電壓。感測電晶體用以根據參考電壓與感測電壓輸出參考電流。電流鏡單元電性耦接感測電晶體，用以根據參考電流映射輸出輸出電流。讀取模組與感測模組電性耦接於一節點，並根據輸出電流輸出一輸出電壓訊號。節點的電壓準位與參考電壓大致相同。

Description

感測電路及感測電路的控制方法

本揭示內容係關於一種感測電路，且特別是關於一種採用感測電路的電路結構及控制方法。

近來，由壓電材料所製成的壓電薄膜感測器被廣泛使用於脈搏量測或其他生理訊號量測等壓力量測的相關應用當中。

然而，目前壓電材料所能產生的電壓與電流變化十分微弱，因此其輸出訊號容易被環境中的雜訊或後端電路所干擾，使得量測結果容易失真。

本揭示內容的一態樣為感測電路。感測電路包含感測模組以及讀取模組。感測模組用以接收感測電壓並相應地輸出輸出電流。感測模組包含感測電晶體以及電流鏡單元。感測電晶體的第一端用以接收參考電壓。感測電晶體用以根據參考電壓與感測電壓輸出參考電流。電流鏡單元電性耦接感測電晶體，用以根據參考電流映射輸出輸出電流。讀取模組與感測 模組電性耦接於一節點，並根據輸出電流輸出一輸出電壓訊號。節點的電壓準位與參考電壓大致相同。

本揭示內容的另一態樣為感測電路。壓力感測電路包含感測元件、感測電晶體、第一電晶體、第二電晶體以及讀取模組。感測元件用以根據感測結果輸出感測電壓。感測電晶體包含用以接收第一參考電壓的第一端、第二端，以及電性耦接於感測元件，用以自感測元件接收感測電壓的控制端。第一電晶體包含電性耦接於感測電晶體第二端的第一端、用以接收第二參考電壓的第二端，以及電性耦接於第一電晶體第一端的控制端。第二電晶體包含第一端、用以接收第二參考電壓的第二端，以及電性耦接於第一電晶體控制端的控制端。讀取模組包含輸入端以及輸出端。讀取模組的輸入端的電壓準位與第一參考電壓大致相同。讀取模組的輸出端用以根據感測電壓輸出一輸出電壓訊號。

本揭示內容的又一態樣為感測電路的控制方法。控制方法包含由提供感測模組參考電壓；根據感測電壓於感測模組的輸出端相應地輸出輸出電流；透過讀取模組控制感測模組的輸出端的電壓準位，使感測模組的輸出端的電壓準位與參考電壓大致相同；以及根據輸出電流透過該讀取模組輸出一輸出電壓訊號。

100‧‧‧感測電路

110‧‧‧感測元件

120‧‧‧感測模組

122‧‧‧電流鏡單元

140‧‧‧讀取模組

300、400、500、600、700‧‧‧感測電路

322、522、622、722‧‧‧電流鏡單元

800‧‧‧控制方法

S810~S840‧‧‧步驟

Q1‧‧‧感測電晶體

Q2、Q3、Q4‧‧‧電晶體

OP1‧‧‧運算放大器

S1‧‧‧開關

C1‧‧‧電容

R1、R2、R3‧‧‧電阻

N1、N2‧‧‧節點

VDD、VSS‧‧‧參考電壓

Vp‧‧‧感測電壓

Vo‧‧‧輸出電壓訊號

I1‧‧‧參考電流

I2‧‧‧輸出電流

CLK‧‧‧時脈訊號

第1圖為根據本揭示內容部分實施例所繪示的感測電路的 示意圖。

第2圖為根據本揭示內容部分實施例所繪示的電壓波形圖。

第3圖為根據本揭示內容其他部分實施例所繪示的感測電路的示意圖。

第4圖為根據本揭示內容其他部分實施例所繪示的感測電路的示意圖。

第5圖為根據本揭示內容其他部分實施例所繪示的感測電路的示意圖。

第6圖為根據本揭示內容其他部分實施例所繪示的感測電路的示意圖。

第7圖為根據本揭示內容其他部分實施例所繪示的感測電路的示意圖。

第8圖為根據本揭示內容部分實施例所繪示的感測電路的控制方法的流程圖。

下文係舉實施例配合所附圖式作詳細說明，以更好地理解本揭示內容的態樣，但所提供之實施例並非用以限制本揭露所涵蓋的範圍，而結構操作之描述非用以限制其執行之順序，任何由元件重新組合之結構，所產生具有均等功效的裝置，皆為本揭露所涵蓋的範圍。此外，根據業界的標準及慣常做法，圖式僅以輔助說明為目的，並未依照原尺寸作圖，實際上各種特徵的尺寸可任意地增加或減少以便於說明。下述說明 中相同元件將以相同之符號標示來進行說明以便於理解。

在全篇說明書與申請專利範圍所使用之用詞(terms)，除有特別註明外，通常具有每個用詞使用在此領域中、在此揭露之內容中與特殊內容中的平常意義。某些用以描述本揭露之用詞將於下或在此說明書的別處討論，以提供本領域技術人員在有關本揭露之描述上額外的引導。

此外，在本文中所使用的用詞『包含』、『包括』、『具有』、『含有』等等，均為開放性的用語，即意指『包含但不限於』。此外，本文中所使用之『及/或』，包含相關列舉項目中一或多個項目的任意一個以及其所有組合。

於本文中，當一元件被稱為『連接』或『耦接』時，可指『電性連接』或『電性耦接』。『連接』或『耦接』亦可用以表示二或多個元件間相互搭配操作或互動。此外，雖然本文中使用『第一』、『第二』、…等用語描述不同元件，該用語僅是用以區別以相同技術用語描述的元件或操作。除非上下文清楚指明，否則該用語並非特別指稱或暗示次序或順位，亦非用以限定本發明。

請參考第1圖。第1圖為根據本揭示內容部分實施例所繪示的感測電路100的示意圖。如第1圖所示，在部分實施例中，感測電路100包含感測元件110、感測模組120以及讀取模組140。在結構上，感測模組120的輸入端電性耦接感測元件110的輸出端。讀取模組140的輸入端電性耦接感測模組120的輸出端。藉由感測模組120和讀取模組140的協同操作，感測電路100可根據感測元件110輸出的感測電壓Vp相應地提 供輸出電壓訊號Vo。具體來說，在部分實施例中，感測模組120用以自輸入端接收感測電壓Vp，並相應地自輸出端產生輸出電流I2。讀取模組140用以自輸入端接收輸出電流I2，並自輸出端輸出上述輸出電壓訊號Vo。

舉例來說，在部分實施例中，感測元件110可為由壓電材料，例如壓電聚偏氟乙烯(PVDF)高分子聚合物等等，所製成的壓電薄膜感測器。感測元件110相應於壓力輸出感測電壓Vp後，感測電路100可輸出相應的輸出電壓訊號Vo以判斷壓力大小。藉此，感測電路100可用於偵測人體脈搏或其他各種生物特徵。

如第1圖所示，在部分實施例中，感測模組120可包含感測電晶體Q1以及電流鏡單元122。在結構上，感測電晶體Q1的第一端用以接收參考電壓VDD，感測電晶體Q1的第二端電性耦接於電流鏡單元122的參考臂，感測電晶體Q1的控制端用以接收感測電壓Vp。如此一來，感測電晶體Q1便可根據參考電壓VDD與感測電壓Vp輸出參考電流I1至電流鏡單元122的參考臂。

在部分實施例中，電流鏡單元122包含電晶體Q2、Q3。舉例來說，電晶體Q2、Q3可為N型金屬氧化物半導體場效電晶體(N-type Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor，nMOSFET、nMOS)。在結構上。電晶體Q2的第一端電性耦接於感測電晶體Q1的第二端，電晶體Q2的第二端電性耦接於接地端，用以接收參考電壓VSS，電晶體Q3的第一端電性耦接於感測模組的輸出端(即：節點 N1)，電晶體Q3的第二端電性耦接於接地端，用以接收參考電壓VSS。電晶體Q2、Q3的控制端彼此電性耦接，並電性耦接至電晶體Q2的第一端，以形成電流鏡電路。如圖所示，在部分實施例中，由於電晶體Q2的第一端與控制端彼此電性耦接，電晶體Q2的閘源間電壓即為電晶體Q2的第一端與參考電壓VSS的壓差。當感測電壓Vp提高時，隨著感測電晶體Q1的第二端的電壓準位提高，電晶體Q2的閘源間電壓亦隨之提高，使得參考電流I1隨之提高。如此一來，當參考電流I1流經電流鏡單元122的參考臂上的電晶體Q2時，於電流鏡單元122的輸出臂上便會有相應於參考電流I1的輸出電流I2產生並流經電晶體Q3。輸出電流I2與參考電流I1之間的比例關係可藉由選用適當參數的電晶體元件進行設計，其具體原理於此不再贅述。

藉此，透過感測電晶體Q1與電流鏡單元122的操作，感測模組120便可將感測元件110輸出的感測電壓Vp轉換為適當的電流訊號(即：輸出電流I2)至讀取模組140。舉例來說，在部分實施例中，電流鏡單元122產生的輸出電流I2可將參考電流I1的電流值依比例放大。如此一來，即便感測元件110所輸出的感測電壓Vp與電流鏡單元122參考側相應產生的參考電流I1僅有微小變化，電流鏡單元122輸出側映射產生的輸出電流I2以及根據輸出電流I2產生的輸出電壓訊號Vo仍可代表所偵測到的壓力大小，避免線路上的環境雜訊與後端電路干擾導致處理電路誤判。藉此，感測電路100可提升感測的靈敏度與準確度。

如第1圖所示，在部分實施例中，讀取模組140包含運算放大器OP1、電阻R1、電容C1以及開關S1。在結構上，運算放大器OP1包含第一輸入端(如：負極端)、第二輸入端(如：正極端)以及輸出端，其中第一輸入端電性耦接於讀取模組140的輸入端(即：節點N1)，第二輸入端用以接收參考電壓VDD，輸出端用以輸出一輸出電壓訊號Vo。電阻R1、電容C1以及開關S1電性耦接於運算放大器OP1的第一輸出端與輸出端之間。換言之，電阻R1、電容C1以及開關S1彼此以並聯形式電性耦接，形成運算放大器OP1的回授電路。假設運算放大器OP1的輸入阻抗足夠大，則運算放大器OP1的第一輸入端與第二輸入端為虛短路(Virtual Short)，大致具有相同電壓準位。如此一來，由於運算放大器OP1的第二輸入端接收參考電壓VDD，因此節點N1的電壓準位便與參考電壓VDD大致相同。

在部分實施例中，開關S1用以接收時脈訊號CLK，並根據時脈訊號CLK選擇性地導通。當開關S1導通時，放大器電路的回授阻抗為零，讀取模組140可視為電壓隨耦器，使得輸出電壓訊號Vo具有與參考電壓VDD實質上相同的電壓準位。

相對地，當開關S1截止時，放大器電路的回授電路為彼此並聯的電阻R1與電容C1。由於感測模組120輸出的輸出電流I2流經電阻R1，因此輸出電壓訊號Vo的電壓準位為(VDD+I2．R1)。由於輸出電流I2的電流大小相應於感測電壓Vp，因此輸出電壓訊號Vo亦相應於感測電壓Vp，如此一來， 後端的處理電路便可根據輸出電壓訊號Vo判斷感測元件110所感應到的壓力大小。在部分實施例中，電容C1可做為濾波元件，濾除輸出電壓訊號Vo中的交流振盪成分，以避免後端電路誤判訊號。

請一併參考第2圖。第2圖為根據本揭示內容部分實施例所繪示的電壓波形圖。為方便及清楚說明起見，第2圖中所繪示的電壓波形係配合第1圖所示實施例中的感測電路100進行說明，但並非用以限制本揭示內容。

如第2圖所示，在部分實施例中，當感測元件110感應到壓力後，其輸出的感測電壓Vp相應於壓力大小而具有特定的電壓大小與波形。當時脈訊號CLK處於高準位時，開關S1導通，輸出電壓訊號Vo為一低準位的定值(如：參考電壓VDD)。相對地，當時脈訊號CLK處於低準位時，開關S1截止，輸出電壓訊號Vo便會具有相應於感測電壓Vp的電壓大小與波形。(如：VDD+I2．R1)。如此一來，讀取模組140便可根據時脈訊號CLK進行訊號取樣，以輸出上述輸出電壓訊號Vo。

如此一來，在感測電路100根據感測電壓Vp提供輸出電壓訊號Vo的過程中，作為讀取模組140的輸入端與感測模組120的輸出端之節點N1的電壓準位大致維持在參考電壓VDD。藉此，電流鏡單元122參考側的參考電流I1便可準確地映射至輸出側的輸出電流I2。

具體來說，當電晶體Q2、Q3的汲源間電壓不匹配時，電晶體的通道長度調變效應(Channel length modulation effect)，會導致參考電流I1與輸出電流I2的比例 關係具有誤差。輸出電流I2和參考電流I1的關係式可由下式表示：

其中W_Q2、W_Q3分別代表電晶體Q2、Q3的閘極寬度、L_Q2、L_Q3分別代表電晶體Q2、Q3的閘極長度，V_DSQ2、V_DSQ3分別代表電晶體Q2、Q3的汲源間電壓，λ代表通道長度調變效應係數。

感測電路100藉由控制節點N1的電壓準位，可控制電晶體Q3的汲源間電壓(即：V_DSQ3)，並降低因為節點N1電壓浮動所導致電晶體Q2、Q3的汲源間電壓不匹配現象。如此一來，輸出電流I2與輸出電壓訊號Vo的誤差也隨之降低，使得感測電路100的整體感測精準度提升。

在第1圖中所繪示的感測模組120僅為示意之用，並非用以限制本案。在本揭示內容各個實施例中，感測模組120可由不同的電路實現，以下段落將搭配相應圖式進行說明。

請參考第3圖。第3圖為根據本揭示內容其他部分實施例所繪示的感測電路300的示意圖。於第3圖中，與第1圖之實施例有關的相似元件係以相同的參考標號表示以便於理解，且相似元件之具體原理已於先前段落中詳細說明，若非與第3圖之元件間具有協同運作關係而必要介紹者，於此不再贅述。在第3圖所繪示的實施例中，與第1圖所繪示的感測電路100相比，電流鏡單元322中的電晶體Q2、Q3可為P型金屬氧化物半導體場效電晶體(P-type Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor，pMOSFET、pMOS)。

此外，在第3圖所示實施例中，感測電晶體Q1的第一端電性耦接於接地端，用以接收參考電壓VSS，感測電晶體Q1的第二端電性耦接於電流鏡單元322的參考臂，感測電晶體Q1的控制端用以接收感測電壓Vp，以根據參考電壓VSS與感測電壓Vp輸出參考電流I1至電流鏡單元322的參考臂。

在結構上，電晶體Q2的第一端電性耦接於感測電晶體Q1的第二端，電晶體Q2的第二端用以接收參考電壓VDD，電晶體Q3的第一端電性耦接於感測模組120的輸出端(即：節點N1)，電晶體Q3的第二端用以接收參考電壓VDD。電晶體Q2、Q3的控制端彼此電性耦接，並電性耦接至電晶體Q2的第一端，以形成電流鏡電路。

如此一來，與第1圖中所繪示的電流鏡單元122相似，當參考電流I1流經電流鏡單元322的參考臂上的電晶體Q2時，於電流鏡單元322的輸出臂上便會有相應於參考電流I1的輸出電流I2產生並流經電晶體Q3。

請參考第4圖。第4圖為根據本揭示內容其他部分實施例所繪示的感測電路400的示意圖。於第4圖中，與第1圖之實施例有關的相似元件係以相同的參考標號表示以便於理解，且相似元件之具體原理已於先前段落中詳細說明，若非與第4圖之元件間具有協同運作關係而必要介紹者，於此不再贅述。在第4圖所繪示的實施例中，與第1圖所繪示的感測電路100相比，讀取模組140更包含彼此串連的電阻R2、R3。在結構上，電阻R2的第一端用以接收電壓Vin，電阻R2的第二端電性耦接於運算放大器OP1的第二輸入端(如：正極輸入端)以及 電阻R3的第一端。電阻R3的第二端電性耦接於接地端。

如此一來，藉由電阻R2、R3的分壓，運算放大器OP1的第二輸入端(如：正極輸入端)便可操作在適當的電壓準位，使得第二輸入端(如：正極輸入端)的電壓準位與參考電壓VDD大致相同。舉例來說，在部分實施例中，運算放大器OP1的第二輸入端的電壓準位為Vin．[(R3)/(R2+R3)]。換言之，透過調整電阻R2、R3的阻值，便可控制運算放大器OP1的第二輸入端的電壓準位與參考電壓VDD大致相同，進而使得虛短路的節點N1的電壓準位與參考電壓VDD大致相同。

請參考第5圖。第5圖為根據本揭示內容其他部分實施例所繪示的感測電路500的示意圖。於第5圖中，與第1圖之實施例有關的相似元件係以相同的參考標號表示以便於理解，且相似元件之具體原理已於先前段落中詳細說明，若非與第5圖之元件間具有協同運作關係而必要介紹者，於此不再贅述。在第5圖所繪示的實施例中，與第1圖所繪示的感測電路100相比，電流鏡單元522包含電晶體Q2、Q3、Q4。在部分實施例中，電晶體Q2、Q3、Q4可為nMOS。

在結構上，電晶體Q2的第一端電性耦接於感測電晶體Q1的第二端，電晶體Q2的第二端用以接收參考電壓VSS。電晶體Q3的第一端電性耦接於電晶體Q4的第二端，電晶體Q3的第二端電性耦接於電晶體Q2的第二端，用以接收參考電壓VDD。電晶體Q2、Q3的控制端彼此電性耦接，並電性耦接至電晶體Q2的第一端。電晶體Q4的第一端電性耦接於感測模組120的輸出端(即：節點N2)，電晶體Q4的控制端電性耦 接於感測電晶體Q1的控制端，用以接收感測電壓Vp，以形成電流鏡電路。

如此一來，與第1圖中所繪示的電流鏡單元122相似，當參考電流I1流經電流鏡單元522的參考臂上的電晶體Q2時，於電流鏡單元522的輸出臂上便會有相應於參考電流I1的輸出電流I2產生並流經電晶體Q3、Q4。

與前述實施例相似，由於運算放大器OP1的正極輸入端與負極輸入端為虛短路(Virtual Short)，因此節點N2的電壓準位便與參考電壓VDD大致相同。如此一來，感測模組120中的感測電晶體Q1與電晶體Q4彼此對稱，電晶體Q2與電晶體Q3彼此對稱，便可進一步降低電流鏡單元522參考臂與輸出臂上因電壓不匹配，受通道長度調變效應所導致的電流誤差。換言之，透過設置與感測電晶體Q1對應的電晶體Q4，可進一步降低參考電流I1與輸出電流I2之間的誤差。

具體來說，和第1圖所示實施例相比，在第1圖中節點N1的電壓準位與參考電壓VDD大致相同。然而，由於感測電晶體Q1本身所導致的壓降，使得實際上電晶體Q2的汲源間電壓與電晶體Q3的汲源間電壓並非完全匹配。如此一來，由於電晶體的通道長度調變效應，會導致參考電流I1與輸出電流I2的比例關係仍具有誤差。相對地，在第5圖中，節點N2的電壓準位與參考電壓VDD大致相同。由於電流鏡電路522中設置了與感測電晶體Q1對應的電晶體Q4，因此參考臂上感測電晶體Q1所導致的壓降與輸出臂上電晶體Q4所導致的壓降相同。如此一來，電晶體Q2的汲源間電壓與電晶體Q3的汲源間 電壓便大致相同。藉此，參考臂和輸出臂上電壓不匹配的現象可獲得改善，進而降低參考電流I1與輸出電流I2的誤差。

藉此，讀取模組140根據輸出電流I2所輸出的輸出電壓訊號Vo便能更為精確，以提升感測電路100感測壓力的準確度。

此外，雖然在第5圖所繪示的實施例中，感測電晶體Q1與電晶體Q2~Q4皆為同型電晶體(如：N型金氧半電晶體)，但本揭示內容並不以此為限。請參考第6圖。第6圖為根據本揭示內容其他部分實施例所繪示的感測電路600的示意圖。於第6圖中，與第5圖之實施例有關的相似元件係以相同的參考標號表示以便於理解，且相似元件之具體原理已於先前段落中詳細說明，若非與第5圖之元件間具有協同運作關係而必要介紹者，於此不再贅述。在第6圖所繪示的實施例中，與第5圖所繪示的感測電路500相比，電流鏡單元622中的電晶體Q2、Q3為n型金氧半電晶體，電流鏡單元622中的電晶體Q4以及感測電晶體Q1為p型金氧半電晶體。換言之，在部分實施例中，電晶體Q2、Q3可為第一型電晶體，電晶體Q4與感測電晶體Q1可為相異於第一型電晶體之第二型電晶體。

此外，在部分實施例中，感測電晶體Q1與電晶體Q2~Q4亦可皆為P型金氧半電晶體。請參考第7圖。第7圖為根據本揭示內容其他部分實施例所繪示的感測電路700的示意圖。於第7圖中，與第5圖之實施例有關的相似元件係以相同的參考標號表示以便於理解，且相似元件之具體原理已於先前段落中詳細說明，若非與第5圖之元件間具有協同運作關係而必 要介紹者，於此不再贅述。

在第7圖所繪示的實施例中，與第5圖所繪示的感測電路500相比，感測電晶體Q1以及電流鏡單元722中的電晶體Q2、Q3、Q4為p型金氧半電晶體。

和第3圖中所繪示的實施例相似，由於運算放大器OP1的正極輸入端與負極輸入端為虛短路的特性，節點N2的電壓準位與參考電壓VSS大致相同。如此一來，感測模組120中的感測電晶體Q1與電晶體Q4彼此對稱，電晶體Q2與電晶體Q3彼此對稱，便可進一步降低參考電流I1與輸出電流I2之間的誤差，其具體原理與前述實施例相似，並已於先前段落中詳細說明，故於此不再贅述。

請參考第8圖。第8圖為根據本揭示內容部分實施例所繪示的感測電路的控制方法800的流程圖。為方便及清楚說明起見，下述控制方法800是配合第1圖~第7圖實施例中所繪示的感測電路100、300~700進行說明，但不以此為限，任何熟習此技藝者，在不脫離本揭示內容之精神和範圍內，當可對作各種更動與潤飾。如第8圖所示，控制方法800包含步驟S810、S820、S830以及S840。

首先，在步驟S810中，由感測模組120接收參考電壓(如：參考電壓VDD)。

接著，在步驟S820中，根據感測電壓Vp於感測模組120的輸出端相應地輸出輸出電流I2。具體來說，在部分實施例中，輸出輸出電流I2的步驟可包含由感測電晶體Q1根據參考電壓(如：參考電壓VDD)與感測電壓Vp輸出參考電流 I1，以及由電流鏡單元(如：電流鏡單元122)根據參考電流I1映射輸出輸出電流I2。

接著，在步驟S830中，由讀取模組140控制感測模組120的輸出端的電壓準位與參考電壓(如：參考電壓VDD或參考電壓VSS)大致相同。具體來說，在部分實施例中，控制感測模組120的輸出端的電壓準位包含由運算放大器OP1的第一輸入端(如：負極輸入端)控制感測模組120的輸出端的電壓準位，以及由運算放大器OP1的第二輸入端(如：正極輸入端)接收參考電壓(如：參考電壓VDD)。

最後，在步驟S840中，由讀取模組140根據輸出電流I2輸出一輸出電壓訊號Vo。具體來說，在部分實施例中，輸出上述輸出電壓訊號Vo的步驟更包含由開關S1根據時脈訊號CLK選擇性地導通運算放大器OP1的第一輸入端與運算放大器OP1的輸出端。當開關S1關斷時，由運算放大器OP1的輸出端輸出相應於感測電壓Vp的輸出電壓訊號Vo。當開關S1導通時，由運算放大器OP1的輸出端輸出具有低準位(如：參考電壓VDD)的輸出電壓訊號Vo。

如此一來，讀取模組140便可根據時脈訊號CLK進行訊號取樣並輸出電壓訊號Vo，後端的處理電路便可根據輸出電壓訊號Vo判斷感測元件110所感應到的壓力大小。

值得注意的是，雖然本文將所公開的方法示出和描述為一系列的步驟或事件，但是應當理解，所示出的這些步驟或事件的順序不應解釋為限制意義。例如，部分步驟可以以不同順序發生和/或與除了本文所示和/或所描述之步驟或 事件以外的其他步驟或事件同時發生。另外，實施本文所描述的一個或多個態樣或實施例時，並非所有於此示出的步驟皆為必需。此外，本文中的一個或多個步驟亦可能在一個或多個分離的步驟和/或階段中執行。

所屬技術領域具有通常知識者可直接瞭解此控制方法800如何基於上述多個不同實施例中的感測電路100、300~700以執行該等操作及功能，故不再此贅述。

綜上所述，在本揭示內容各個實施例中，感測電路透過運算放大器的虛短路特性，將感測模組與讀取模組電性耦接處節點的電壓準位控制在與感測電晶體相同的參考電壓，可使得感測模組中的感測電晶體以及電流鏡單元中的電晶體具有對稱的通道長度調變效應，以降低電流鏡單元將參考電流映射產生輸出電流時所產生的訊號誤差。如此一來，讀取模組根據輸出電流輸出的輸出電壓訊號便可具有較高的準確度。

此外，在部分實施例中，電流鏡單元可包含對應於感測電晶體的電晶體，使得感測模組內的電晶體彼此對稱，進一步降低訊號誤差。

值得注意的是，在不衝突的情況下，在本揭示內容各個圖式、實施例及實施例中的特徵與電路可以相互組合。圖式中所繪示的電路僅為示例之用，係簡化以使說明簡潔並便於理解，並非用以限制本揭示內容。

雖然本揭示內容已以實施方式揭露如上，然其並非用以限定本揭示內容，任何熟習此技藝者，在不脫離本揭示內容之精神和範圍內，當可作各種更動與潤飾，因此本揭示內 容之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

100‧‧‧感測電路

110‧‧‧感測元件

120‧‧‧感測模組

122‧‧‧電流鏡單元

140‧‧‧讀取模組

Q1‧‧‧感測電晶體

Q2、Q3‧‧‧電晶體

OP1‧‧‧運算放大器

S1‧‧‧開關

C1‧‧‧電容

R1‧‧‧電阻

N1‧‧‧節點

VDD、VSS‧‧‧參考電壓

Vp‧‧‧感測電壓

Vo‧‧‧輸出電壓訊號

I1‧‧‧參考電流

I2‧‧‧輸出電流

CLK‧‧‧時脈訊號

Claims (13)

1. 一種感測電路，包含：一感測模組，用以接收一感測電壓並相應地輸出一輸出電流，該感測模組包含：一感測電晶體，該感測電晶體的一第一端用以接收一參考電壓，該感測電晶體用以根據該參考電壓與該感測電壓輸出一參考電流；以及一電流鏡單元，電性耦接該感測電晶體，用以根據該參考電流映射輸出該輸出電流；以及一讀取模組，該讀取模組與該感測模組電性耦接於一節點，並根據該輸出電流輸出一輸出電壓訊號，其中該節點的電壓準位與該參考電壓大致相同。
2. 如請求項1所述之感測電路，其中該讀取模組包含：一運算放大器，包含：一第一輸入端，電性耦接於該節點；一第二輸入端，用以接收該參考電壓；以及一輸出端，用以輸出該輸出電壓訊號；以及一第一電阻，電性耦接於該運算放大器的該第一輸入端與該輸出端之間。
3. 如請求項2所述之感測電路，其中該讀取模組更包含：一第一開關，電性耦接於該運算放大器的該第一輸入端 與該輸出端之間，該第一開關用以根據一時脈訊號選擇性地導通。
4. 如請求項3所述之感測電路，其中當該第一開關導通時，該輸出電壓訊號具有一低準位，當該第一開關關斷時，該輸出電壓訊號相應於該感測電壓。
5. 如請求項1所述之感測電路，其中該感測電晶體的一控制端用以接收該感測電壓，該電流鏡單元包含：一第一電晶體，包含：一第一端，電性耦接於該感測電晶體的一第二端；一第二端；以及一控制端，電性耦接於該第一電晶體的該第一端；以及一第二電晶體，包含：一第一端，電性耦接於該節點；一第二端，電性耦接於該第一電晶體的該第二端；以及一控制端，電性耦接於該第一電晶體的該控制端。
6. 如請求項1所述之感測電路，其中該感測電晶體的一控制端用以接收該感測電壓，該電流鏡單元包含：一第一電晶體，包含：一第一端，電性耦接於該感測電晶體的一第二端；一第二端；以及 一控制端，電性耦接於該第一電晶體的該第一端；一第二電晶體，包含：一第一端；一第二端，電性耦接於該第一電晶體的該第二端；以及一控制端，電性耦接於該第一電晶體的該控制端；以及一第三電晶體，包含：一第一端，電性耦接於該節點；一第二端，電性耦接於該第二電晶體的該第一端；以及一控制端，電性耦接於該感測電晶體的該控制端。
7. 一種感測電路，包含：一感測元件，用以根據感測結果輸出一感測電壓；一感測電晶體，包含：一第一端，用以接收一第一參考電壓；一第二端；以及一控制端，電性耦接於該感測元件，用以自該感測元件接收該感測電壓；一第一電晶體，包含：一第一端，電性耦接於該感測電晶體的該第二端；一第二端，用以接收一第二參考電壓；以及一控制端，電性耦接於該第一電晶體的該第一端；一第二電晶體，包含： 一第一端；一第二端，用以接收該第二參考電壓；以及一控制端，電性耦接於該第一電晶體的該控制端；以及一讀取模組，包含：一輸入端，該輸入端的電壓準位與該第一參考電壓大致相同；以及一輸出端，用以根據該感測電壓輸出一輸出電壓訊號。
8. 如請求項7所述之感測電路，其中該第二電晶體的該第一端電性耦接於該讀取模組的該輸入端，該讀取模組包含：一運算放大器，包含：一第一輸入端，電性耦接於該讀取模組的該輸入端；一第二輸入端，用以接收該第一參考電壓；以及一輸出端，用以輸出該輸出電壓訊號；一第一電阻，電性耦接於該運算放大器的該第一輸入端與該輸出端之間；以及一第一開關，電性耦接於該運算放大器的該第一輸入端與該輸出端之間。
9. 如請求項7所述之感測電路，更包含：一第三電晶體，包含： 一第一端，電性耦接於該讀取模組的該輸入端；一第二端，電性耦接於該第二電晶體的該第一端；以及一控制端，電性耦接於該感測電晶體的該控制端。
10. 一種感測電路的控制方法，包含：提供一感測模組一參考電壓；根據一感測電壓於該感測模組的一輸出端相應地輸出一輸出電流；透過一讀取模組控制該感測模組的該輸出端的電壓準位，使該感測模組的該輸出端的電壓準位與該參考電壓大致相同；以及根據該輸出電流透過該讀取模組輸出一輸出電壓訊號。
11. 如請求項10所述之控制方法，其中輸出該輸出電流包含：透過一感測電晶體根據該參考電壓與該感測電壓輸出一參考電流；以及透過一電流鏡單元根據該參考電流映射輸出該輸出電流。
12. 如請求項10所述的控制方法，其中控制該感測模組的該輸出端的電壓準位包含：透過一運算放大器的一第一輸入端控制該感測模組的該輸出端的電壓準位；以及 提供該運算放大器的一第二輸入端接收該參考電壓。
13. 如請求項12所述之控制方法，其中輸出該輸出電壓訊號更包含：透過一第一開關根據一時脈訊號選擇性地導通該運算放大器的該第一輸入端與該運算放大器的一輸出端；以及當該第一開關關斷時，由該運算放大器的該輸出端輸出相應於該感測電壓的該輸出電壓訊號。