TWI434516B - Dual function injection type read array device, circuit and dual function read module - Google Patents

Dual function injection type read array device, circuit and dual function read module Download PDF

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Description

雙功能注入型讀取陣列裝置、電路及雙功能讀取模組
本發明是有關於一種裝置、電路及模組，特別是指一種雙功能注入型讀取陣列裝置、電路及雙功能讀取模組。
如圖1所示，於文獻「Longo,J.T.,Cheung,D.T.,Andrews,A.M.,Wang,C.C.,Tracy,J.M.,,"Infrared Focal Planes in Intrinsic Semiconductors," Solid-State Circuits,IEEE Journal of,vol.13,no.1,pp. 139-158,Feb 1978」中，揭露一種習知的紅外線讀取裝置，包含：一紅外線感測器D及一讀取電路1。
該紅外線感測器D操作於逆向偏壓時存在一感測電流，該感測電流包括一由該紅外線信號所引起的光電流和一非該紅外線信號所引起的暗電流，也就是說，該紅外線感測器D在感應到該紅外線信號時會據以產生該大小相關於該紅外線信號之強度的光電流，而無論紅外線感測器是否感應到該紅外線信號，皆會產生該暗電流，且該紅外線感測器D是一光電轉換二極體D，且該光電轉換二極體D具有一電連接於一參考偏壓COM的陰極，及一陽極。
該讀取電路1包括一讀取單元2及一開關控制單元22。且讀取單元2具有一電流至電壓轉換器20和一取樣保持器21。
該電流至電壓轉換器20具有一電晶體M1、一積分電容CI、一積分重設開關SIR，且該電流至電壓轉換器20電連接於該紅外線感測器D以接收該感測電流並儲存於該積分電容CI，來將該感測電流轉換成一正比於該感測電流大小的積分電壓。
取樣保持器21電連接於該電流至電壓轉換器20，且受控制以對該積分電壓進行取樣和保持以得到一正比於該感測電流大小的輸出電壓VOUT，且具有一讀取開關SSH、一取樣電容CSH、一取樣重設開關SSR，及一輸出開關MUL。
該電晶體M1具有一電連接於該光電轉換二極體D之陽極的源極、一接收一閘極偏壓VG的閘極，及一汲極。
該積分電容CI具有一電連接於該電晶體M1的汲極且提供該積分電壓之第一端和一接收一呈直流的校準電壓Vadjust的第二端，該校準電壓是用於調整該積分電壓的起始值。
該積分重設開關SIR並聯於該積分電容CI，且受控制而於導通或不導通之間切換，並於導通時將該積分電容CI所儲存的電荷清除。
該讀取開關SSH具有一電連接於該電晶體M1的汲極之第一端和一第二端，且受控制而於導通或不導通之間切換。
該輸出開關MUL具有一電連接於該讀取開關SSH之第二端的第一端和一提供該輸出電壓VOUT之第二端，且受控制而於導通或不導通之間切換。
該取樣電容CSH具有一電連接於該讀取開關SSH之第二端的第一端和一接地的第二端。
該取樣重設開關SSR並聯於該取樣電容CSH，且受控制而於導通或不導通之間切換，並於導通時將該取樣電容CSH所儲存的電荷清除。
開關控制單元22電連接於該讀取單元2的該等開關，並分別輸出多個控制信號至該等開關以使該等開關於導通或不導通之間切換，且該讀取單元2根據該等控制信號的操作如下所述：紅外線感測器D所產生感測電流經由電晶體M1注入該積分電容CI以進行積分動作而得到該積分電壓，又在進行積分動作之前積分重設開關SIR導通一段時間以清除積分電容CI中的殘存電荷。積分動作經過一段時間後，該讀取開關SSH導通一段時間以對該積分電壓進行取樣並儲存到該取樣電容CSH，之後輸出開關導通一段時間以將該取樣電容CSH之第一端的電壓作為該輸出電壓VOUT而輸出，之後該取樣重設開關SSR導通一段時間以將該取樣電容CSH中的電荷清除，由此根據該等控制信號重複上述動作。
但是習知的紅外線讀取裝置具有以下缺點：該暗電流會依紅外線感測器D的材料特性不同而有不同大小，且該暗電流之大小更受環境溫度升高、背景雜訊、紅外線感測器D缺陷影響而變大，但該積分電容值卻固定，將導致於同一積分時間內所得到的積分電壓可能因過大的暗電流而有積分過飽和的問題，而使該積分電壓無法正比於紅外線感測器D所產生的感測電流大小，導致所讀取到的該輸出電壓VOUT是不正確的。
因此，本發明之第一目的，即在提供一種解決積分過飽和的問題之雙功能注入型讀取陣列裝置。
該雙功能注入型讀取陣列裝置，包含：至少二感測器組，每一感測器組具有二個不同功能的感測器，每一感測器根據所對應的待感測物產生一感測電流；及一雙功能注入型讀取陣列電路，包括：至少二個雙功能讀取模組，每一雙功能讀取模組包括：二個讀取單元，分別電連接於所對應感測器組的該感測器，每一讀取單元具有：一具有一積分電容的電流至電壓轉換器，電連接於所對應的感測器，且受控制以決定是否接收所對應的感測電流，若是，則接收該感測電流並儲存於該積分電容來將該感測電流轉換成一正比於該感測電流大小的積分電壓；及一取樣保持器，電連接於該電流至電壓轉換器，且受控制以對該積分電壓進行取樣和保持以得到一正比於該感測電流大小的輸出電壓；及一切換單元，電連接於該等讀取單元的積分電容之間，並受控制以決定是否將該二積分電容並聯。
本發明之第二目的，即在提供一種雙功能注入型讀取陣列電路。
該雙功能注入型讀取陣列電路，適用於電連接於至少二感測器組，每一感測器組具有二個不同功能的感測器，每一感測器根據所對應的待感測物產生一感測電流，且該雙功能注入型讀取陣列電路包含：至少二個雙功能讀取模組，每一雙功能讀取模組包括：二個讀取單元，分別電連接於所對應感測器組的該感測器，每一讀取單元具有：一具有一積分電容的電流至電壓轉換器，電連接於所對應的感測器，且受控制以決定是否接收所對應的感測電流，若是，則接收該光電流並將該感測電流轉換成一正比於該感測電流大小的積分電壓來儲存於該積分電容；及一取樣保持器，電連接於該電流至電壓轉換器，且受控制以對該積分電壓進行取樣和保持以得到一正比於該感測電流大小的輸出電壓；及一切換單元，電連接於該等讀取單元的積分電容之間，並受控制以決定是否將該二積分電容並聯。
本發明之第三目的，即在提供一種雙功能讀取模組。
該雙功能讀取模組，適用於電連接於二個不同功能的感測器，每一感測器根據所對應的待感測物產生一感測電流，且該雙功能讀取模組包含：二個讀取單元，每一讀取單元具有：一具有一積分電容的電流至電壓轉換器，電連接於所對應的感測器，且受控制以決定是否接收所對應的感測電流，若是，則接收該感測電流並儲存於該積分電容來將該感測電流轉換成一正比於該感測電流大小的積分電壓；及一取樣保持器，電連接於該電流至電壓轉換器，且受控制以對該積分電壓進行取樣和保持以得到一正比於該感測電流大小的輸出電壓；及一切換單元，電連接於該等讀取單元的積分電容之間，並受控制以決定是否將該二積分電容並聯。
有關本發明之前述及其他技術內容、特點與功效，在以下配合參考圖式之二個較佳實施例的詳細說明中，將可清楚的呈現。
<第一較佳實施例>
如圖2所示，本發明雙功能注入型讀取陣列裝置之第一較佳實施例，適用於電連接一放大器63並受一開關控制單元34控制，且包含至少二個感測器組7、8，及一雙功能注入型讀取陣列電路6。
每一感測器組7、8具有二個不同功能的感測器，分別是感測器D11、D12、D21、D22，該二個感測器D11、D12分別用於感測二不同待感測物，每一感測器D11、D12根據所對應的待感測物產生一感測電流，在本實施例中，該二個感測器D11、D12分別是不同光波段的紅外線感測器，且該二待感測物分別是一長波段的紅外線信號及一中波段的紅外線信號，且該感測電流包括一大小相關於該所對應紅外線信號之強度的光電流和一非關於紅外線信號而隨其它因素(例如環境溫度)改變的暗電流。而另二個感測器D21、D22之功能分別如同該二個感測器D11、D12，故不重述。
該雙功能注入型讀取陣列電路6包括至少二個雙功能讀取模組61、62，分別是第一雙功能讀取模組61、第二雙功能讀取模組62。所以該二個雙功能讀取模組61、62在本實施例中形成1×2的陣列，但該雙功能讀取模組之數目不限於此，而是對應該感測器組的數目，形成陣列。
<雙功能讀取模組>
如圖3所示，每一雙功能讀取模組61包括二個分別電連接於所對應感測器組7的該感測器D11、D12的讀取單元31、32，及一個切換單元33。在此為方便說明，只畫出第一雙功能讀取模組61。
每一讀取單元31、32具有一電流至電壓轉換器4和一取樣保持器5。
該電流至電壓轉換器4具有一積分電容41、一電晶體42，及一積分重設開關43。且該電流至電壓轉換器4電連接於所對應的感測器D11，且受控制以決定是否接收所對應的感測電流，若是，則接收該感測電流，並儲存於該積分電容41以將該感測電流轉換成一正比於該感測電流大小的積分電壓Vint，如式(一)所示：
其中，參數Cint是該積分電容值，參數t為積分時間。
該取樣保持器5電連接於該電流至電壓轉換器4，且受控制以對該積分電壓進行取樣和保持以得到一正比於該感測電流大小的輸出電壓，且該取樣保持器5包括一讀取開關51、一取樣電容52、一取樣重設開關53，及一輸出開關54。
以下為上述細部元件的詳細說明：該積分電容41具有一提供該積分電壓的第一端和一接收一呈直流的校準電壓Vadjust的第二端，該校準電壓Vadjust是用於調整該積分電壓的起始值，在本實施例中，該校準電壓Vadjust是預設為0，但不限於此。
該電晶體42具有一電連接於所對應感測器D1之第一端(源極)、一電連接於該積分電容41之第一端的第二端(汲極)，及一控制端(閘極)。
該積分重設開關43並聯於該積分電容41，且受控制而於導通或不導通之間切換，並於導通時將該積分電容41所儲存的電荷清除。
該讀取開關51具有一電連接於該電晶體42的第二端之第一端和一第二端，且受控制而於導通或不導通之間切換。
該輸出開關54具有一電連接於該讀取開關51之第二端的第一端和一提供該輸出電壓VOUT1之第二端，且受控制而於導通或不導通之間切換。
該取樣電容52具有一電連接於該讀取開關51之第二端的第一端和一接地的第二端。
該取樣重設開關53並聯於該取樣電容52，且受控制而於導通或不導通之間切換，並於導通時將該取樣電容52所儲存的電荷清除。
又該二讀取單元分別是一第一讀取單元31，及一第二讀取單元32。
該切換單元33用以切換地傳遞或不傳遞一第一偏壓VGM到該第一讀取單元31的電晶體42的控制端，並用以切換地傳遞或不傳遞一第二偏壓VGL到該第二讀取單元32的電晶體42的控制端，且該切換單元33電連接於該第一、二讀取單元31、32的積分電容41的第一端之間，並電連接於該第一、二讀取單元31、32的取樣電容52的第一端之間，且該切換單元33受控制以決定是否將該二積分電容41並聯，並受控制以決定是否將該二取樣電容52並聯。
該切換單元33具有一第一偏壓開關S1、一第二偏壓開關S2、一積分並聯開關TG1，及一取樣並聯開關TG2。
第一偏壓開關S1具有一接收該第一偏壓VGM的第一端及一電連接於該第一讀取單元31的電晶體42之控制端的第二端，且受控制而於導通或不導通之間切換，以在導通時傳遞該第一偏壓VGM到該第一讀取單元31的電晶體42的控制端，而在不導通時不傳遞該第一偏壓VGM到該第一讀取單元31的電晶體42的控制端。
第二偏壓開關S2具有一接收該第二偏壓VGL的第一端及一電連接於該第二讀取單元32的電晶體42之控制端的第二端，且受控制而於導通或不導通之間切換，以在導通時傳遞該第二偏壓VGL到該第二讀取單元32的電晶體42的控制端，而在不導通時不傳遞該第二偏壓VGL到該第二讀取單元32的電晶體42的控制端。
積分並聯開關TG1具有一電連接於該第一讀取單元31的積分電容41之第一端的第一端，和一電連接於該第二讀取單元31的積分電容41之第一端的第一端，且受控制而於導通或不導通之間切換，以在導通時使該二積分電容41並聯，而在不導通時使該二積分電容41不並聯。
取樣並聯開關TG2具有一電連接於該第一讀取單元31的取樣電容52之第一端的第一端，和一電連接於該第二讀取單元32的取樣電容52之第一端的第一端，且受控制而於導通或不導通之間切換，以在導通時使該二取樣電容52並聯，而在不導通時使該二取樣電容52不並聯。
每一感測器D11、D12包括一光電轉換二極體，每一光電轉換二極體D11、D12具有一接收一參考偏壓COM的陰極及一電連接於所對應的讀取單元31、32之電流至電壓轉換器4的陽極。
開關控制單元34電連接於每一雙功能讀取模組61、62的該二讀取單元31、32及該切換單元33的該等開關S1、S2、TG1、TG2、43、51、54，並輸出多個控制信號至該等開關S1、S2、TG1、TG2、43、51、54以使該等開關S1、S2、TG1、TG2、43、51、54於導通或不導通之間切換，該等控制信號的時序如圖3、4、5所示。開關控制單元34接收一模式設定信號，並根據該模式設定信號設定該等控制信號以控制該讀取裝置操作於三個模式，該三個模式分別是一單一讀取模式、一電容分享模式，及一雙讀取模式，且分別於該三個模式時，該等開關所對應的狀態如下所述：
<單一讀取模式>
參閱圖4，當該模式設定信號指示該單一讀取模式時：該積分並聯開關TG1與取樣並聯開關TG2皆不導通時，該二偏壓開關S1、S2其中之一導通時，則讀取裝置操作於該單一讀取模式，且以下以每一雙功能讀取模組61、62的該第一偏壓開關S1導通為例說明。
假設該讀取裝置於前一週期中感測到紅外線信號時，該取樣電容53預存一正比於前一週期之感測電流大小的輸出電壓VOUT1，當於目前週期中感測到紅外線信號時，第一讀取單元31接收該感測電流，並將該感測電流轉換成一正比於該感測電流大小的輸出電壓，且詳細電路操作如下所述：該開關控制單元34使該第一偏壓開關S1導通且使該第二偏壓開關S2不導通，以將該第一偏壓VGM藉由該第一偏壓開關S1傳遞至該第一讀取單元31的電晶體42的控制端，使該電晶體42導通以讓來自該第一感應器D1的感測電流通過。接著該開關控制單元34使該積分重設開關43導通一預設時間以將該第一讀取單元31的積分電容41中的電荷清除來執行一積分清除動作。接著該積分電容41則根據一積分時間將該感測電流進行積分以轉換成該正比於該感測電流大小的積分電壓。接著該開關控制單元34使該第一讀取單元31的輸出開關54導通，以使該取樣電容53經由該輸出開關54輸出該正比於前一週期之感測電流大小的輸出電壓VOUT1來執行一輸出動作。之後，該開關控制單元34使取樣重設開關53也導通一清楚取樣時間，將該第一讀取單元31的取樣電容52中的電荷清除以將前一週期之輸出電壓VOUT1歸零。
接著該開關控制單元34使第一讀取單元31的讀取開關51導通一取樣時間，使該積分電壓經由該讀取開關51對該取樣電容52進行充電。
又該開關控制單元34使該二雙功能讀取模組61、62的該第一讀取單元31的輸出開關54導通的順序可以互換。
又當該第一偏壓開關S1不導通而該第二偏壓開關S2導通時，該第二讀取單元32的操作類似於第一讀取單元31，故不重述。
<電容分享模式>
如圖5所示，當該模式設定信號指示該電容分享模式時：該積分並聯電容TG1與該取樣並聯電容TG2導通。
由於該積分並聯開關TG1導通，因此，用於將該暗電流進行積分運算的總積分電容值由Cin1提升為Cin1+Cin2，而能解決積分過飽和的問題，其中，參數，Cin1、Cin2分別是該第一讀取單元31之積分電容41的電容值、該第二讀取單元32之積分電容41的電容值。
由於該取樣並聯電開關TG2導通，因此，用於遭該積分電壓充電的總取樣電容值由Csh1提升為Csh1+Csh2，其中，參數，Csh1、Csh2分別是該第一讀取單元31之取樣電容52的電容值、該第二讀取單元32之取樣電容52的電容值。
又當該第一偏壓開關S1不導通而該第二偏壓開關S2導通時，該第二讀取單元32的操作類似於第一讀取單元31，故不重述。
<雙讀取模式>
當該模式設定信號指示該雙讀取模式時：該二偏壓開關S1、S2同時導通，使該二讀取單元31、32分別從該二感應器D1、D2接收該二感測電流，又每一讀取單元31、32的操作方式如同單一讀取模式所述，故不重述。而該開關控制單元34使該四個輸出開關54導通的順序可以互換。
<實驗結果>
如圖7所示，分別是積分電容41於電容分享模式與雙讀取模式的電壓與電流變化曲線。從圖7可看出，當感測電流隨著溫度的上昇而持續上升時，未使用共享電容之雙讀取模式的積分電容41上的積分電壓之變化開始變的較為劇烈，而於電容分享模式的積分電容41上的積分電壓之變化較為平緩。
如圖8所示，分別是取樣電容52於電容分享模式與雙讀取模式的電壓與電流變化曲線。從圖8可看出，當感測電流隨著溫度的上昇而持續上升時，未使用共享電容之雙讀取模式的取樣電容52所跨壓的電壓變化開始變的較為劇烈，而於電容分享模式的取樣電容52所跨壓的電壓變化較為平緩。
因為第二雙功能讀取模組62的操作及元件架構相同於該第一雙功能讀取模組61，故不重述。因此，在本實施例中，第一雙功能注入型讀取陣列電路61的第一讀取單元31預設為該陣列裝置中的第一行第一列(1,1)、第一雙功能注入型讀取陣列電路61的第二讀取單元32預設為該陣列裝置中的第一行第二列(1,2)、第二雙功能注入型讀取陣列電路62的第一讀取單元31預設為該陣列裝置中的第二行第一列(2,1)，第二雙功能注入型讀取陣列電路62的第二讀取單元32預設為該陣列裝置中的第二行第二列(2,2)。
如圖9A、9B、9C所示，該三個模式分別是該雙功能注入型讀取陣列裝置操作於一單一讀取模式、一電容分享模式，及一雙讀取模式的時序圖，且分別於該三個模式時，其中，該等開關TG1、TG2、S1、S2、43、51的操作時序如同前述，故不重述，而(1,1)代表第一雙功能讀取模組61的第一讀取單元31的輸出開關54遭該開關控制單元64導通以提供輸出電壓VOUT到該放大器64，其餘類推，故不重述。
放大器電63連接於該雙功能注入型讀取陣列裝置，以接收其中之一的輸出電壓，並據以進行放大以得到一讀出信號。
<第二較佳實施例>
如圖10所示，本發明雙功能注入型讀取陣列裝置之第二較佳實施例與第一較佳實施例的差別為：每一感測器組的二感測器D11、D12、D21、D22分別是感測不同種類生物離子的一生物感測器，該待感測物是生物離子(例如尿素或葡萄糖)，該生物感測器用於根據所對應的生物離子產生一大小正比於該生物離子之濃度的感測電流，且該積分電壓的大小正比於該生物離子之濃度。又因生物感測器之感測離子濃度需經一段長時間反應，相較於光感測反應時間來得緩慢，故第二較佳實施例(圖10)相較於該第一較佳實施例(圖3)的另一差別為：該雙功能讀取模組的取樣保持器只具有一讀取開關51，該讀取開關51具有一電連接於該電晶體42的第二端以接收該積分電壓之第一端和一第二端，且受控制而於導通或不導通之間切換以將該積分電壓作為該輸出電壓從該讀取開關51之第二端輸出，又該讀取開關51之控制時序類似上述第一實例，故不重述。
綜上所述，上述實施例具有以下優點：
1.雙功能讀取模組61藉由電容分享模式以增加積分電容值來解決習知積分過飽和的問題。
2.雙功能讀取模組61能於感測單波段和雙波段的紅外線二者之間切換。
3.雙功能讀取模組61可應用於光感測器或生物感測器。
惟以上所述者，僅為本發明之較佳實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，即大凡依本發明申請專利範圍及發明說明內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。
7、8．．．感測器組
D11．．．感測器
D12．．．感測器
D21．．．感測器
D22．．．感測器
6．．．雙功能注入型讀取陣列電路
61~62．．．雙功能讀取模組
31．．．第一讀取單元
32．．．第二讀取單元
4．．．電流至電壓轉換器
41．．．積分電容
42．．．電晶體
43．．．積分重設開關
5．．．取樣保持器
51．．．讀取開關
52．．．取樣電容
53．．．取樣重設開關
54．．．輸出開關
33．．．切換單元
S1．．．第一偏壓開關
S2．．．第二偏壓開關
TG1．．．積分並聯開關
TG2．．．取樣並聯開關
34．．．開關控制單元
63．．．放大器
圖1是一種習知紅外線讀取裝置的電路圖；
圖2是本發明雙功能注入型讀取陣列裝置之第一較佳實施例的電路圖；
圖3是該較佳實施例之雙功能讀取模組的一電路圖；
圖4是該雙功能讀取模組的第一種時序圖；
圖5是該雙功能讀取模組的第二種時序圖；
圖6是該雙功能讀取模組的第三種時序圖；
圖7是該雙功能讀取模組的第一種實驗圖；
圖8是該雙功能讀取模組的第二種實驗圖；
圖9A是該較佳實施例的第一種時序圖；
圖9B是該較佳實施例的第二種時序圖；
圖9C是該較佳實施例的第三種時序圖；及
圖10是該雙功能讀取模組之第二較佳實施例的電路圖。
7‧‧‧感測器組
D11‧‧‧感測器
D12‧‧‧感測器
61‧‧‧雙功能讀取模組
31‧‧‧第一讀取單元
32‧‧‧第二讀取單元
4‧‧‧電流至電壓轉換器
41‧‧‧積分電容
42‧‧‧電晶體
43‧‧‧積分重設開關
5‧‧‧取樣保持器
51‧‧‧讀取開關
52‧‧‧取樣電容
53‧‧‧取樣重設開關
54‧‧‧輸出開關
33‧‧‧切換單元
S1‧‧‧第一偏壓開關
S2‧‧‧第二偏壓開關
TG1‧‧‧積分並聯開關
TG2‧‧‧取樣並聯開關
34‧‧‧開關控制單元

Claims (20)

  1. 一種雙功能注入型讀取陣列裝置，包含：至少二感測器組，每一感測器組具有二個不同功能的感測器，每一感測器根據所對應的待感測物產生一感測電流；及一雙功能注入型讀取陣列電路，包括：至少二個雙功能讀取模組，每一雙功能讀取模組包括：二個讀取單元，分別電連接於所對應感測器組的該感測器，每一讀取單元具有：一具有一積分電容的電流至電壓轉換器，電連接於所對應的感測器，且受控制以決定是否接收所對應的感測電流，若是，則接收該感測電流並儲存於該積分電容來將該感測電流轉換成一正比於該感測電流大小的積分電壓；及一取樣保持器，電連接於該電流至電壓轉換器，且受控制以對該積分電壓進行取樣和保持以得到一正比於該感測電流大小的輸出電壓；及一切換單元，電連接於該等讀取單元的積分電容之間，並受控制以決定是否將該二積分電容並聯。
  2. 依據申請專利範圍第1項所述之雙功能注入型讀取陣列裝置，其中，每一積分電容具有一提供該積分電壓的第一端和一接收一呈直流的校準電壓的第二端，又每一電流至電壓轉換器更包括：一電晶體，具有一電連接於所對應感測器之第一端、一電連接於該積分電容之第一端的第二端，及一控制端；及一積分重設開關，並聯於該積分電容，且受控制而於導通或不導通之間切換，並於導通時將該積分電容所儲存的電荷清除。
  3. 依據申請專利範圍第2項所述之雙功能注入型讀取陣列裝置，其中，每一取樣保持器包括：一讀取開關，具有一電連接於所對應的該電晶體的第二端之第一端和一第二端，且受控制而於導通或不導通之間切換；一輸出開關，具有一電連接於該讀取開關之第二端的第一端和一提供該輸出電壓之第二端，且受控制而於導通或不導通之間切換；一取樣電容，具有一電連接於該讀取開關之第二端的第一端和一接地的第二端；及一取樣重設開關，並聯於該取樣電容，且受控制而於導通或不導通之間切換，並於導通時將該取樣電容所儲存的電荷清除。
  4. 依據申請專利範圍第3項所述之雙功能注入型讀取陣列裝置，其中，該二讀取單元分別是一第一讀取單元及一第二讀取單元，且：該切換單元更用以切換地傳遞或不傳遞一第一偏壓到該第一讀取單元的電晶體的控制端，並用以切換地傳遞或不傳遞一第二偏壓到該第二讀取單元的電晶體的控制端，且該切換單元更電連接於該第一、二讀取電路的取樣電容的第一端之間，且該切換單元受控制以決定是否將該二積分電容並聯，並受控制以決定是否將該二取樣電容並聯。
  5. 依據申請專利範圍第4項所述之雙功能注入型讀取陣列裝置，其中，該切換單元具有：一第一偏壓開關，具有一接收該第一偏壓的第一端及一電連接於該第一讀取單元的電晶體之控制端的第二端，且受控制而於導通或不導通之間切換，以在導通時傳遞該第一偏壓到該第一讀取單元的電晶體的控制端，而在不導通時不傳遞該第一偏壓到該第一讀取單元的電晶體的控制端；一第二偏壓開關，具有一接收該第二偏壓的第一端及一電連接於該第二讀取單元的電晶體之控制端的第二端，且受控制而於導通或不導通之間切換，以在導通時傳遞該第二偏壓到該第二讀取單元的電晶體的控制端，而在不導通時不傳遞該第二偏壓到該第二讀取單元的電晶體的控制端；一積分並聯開關，具有一電連接於該第一讀取單元的積分電容之第一端的第一端，和一電連接於該第二讀取單元的積分電容之第一端的第一端，且受控制而於導通或不導通之間切換，以在導通時使該二積分電容並聯，而在不導通時使該二積分電容不並聯；及一取樣並聯開關，具有一電連接於該第一讀取單元的取樣電容之第一端的第一端，和一電連接於該第二讀取單元的取樣電容之第一端的第一端，且受控制而於導通或不導通之間切換，以在導通時使該二取樣電容並聯，而在不導通時使該二取樣電容不並聯。
  6. 依據申請專利範圍第1項所述之雙功能注入型讀取陣列裝置，其中，每一感測器組的二感測器分別是感測不同波段的紅外線信號，且每一感測器包括：一光電轉換二極體，具有一接收一參考偏壓的陰極及一電連接於所對應的讀取單元之電流至電壓轉換器的陽極。
  7. 依據申請專利範圍第1項所述之雙功能注入型讀取陣列裝置，其中，每一感測器組的二感測器分別是感測不同種類生物離子的生物感測器，且所對應的該待感測物是生物離子，該生物感測器用於根據所對應的生物離子產生一大小正比於該生物離子之濃度的感測電流，該雙功能讀取模組的取樣保持器具有：一讀取開關，具有一電連接於該電晶體42的第二端以接收該積分電壓之第一端和一第二端，且受控制而於導通或不導通之間切換以將該積分電壓作為該輸出電壓從該讀取開關之第二端輸出。
  8. 一雙功能注入型讀取陣列電路，適用於電連接於至少二感測器組，每一感測器組具有二個不同功能的感測器，每一感測器根據所對應的待感測物產生一感測電流，且該雙功能注入型讀取陣列電路包含：至少二個雙功能讀取模組，每一雙功能讀取模組包括：二個讀取單元，分別電連接於所對應感測器組的該感測器，每一讀取單元具有：一具有一積分電容的電流至電壓轉換器，電連接於所對應的感測器，且受控制以決定是否接收所對應的感測電流，若是，則接收該光電流並將該感測電流轉換成一正比於該感測電流大小的積分電壓來儲存於該積分電容；及一取樣保持器，電連接於該電流至電壓轉換器，且受控制以對該積分電壓進行取樣和保持以得到一正比於該感測電流大小的輸出電壓；及一切換單元，電連接於該等讀取單元的積分電容之間，並受控制以決定是否將該二積分電容並聯。
  9. 依據申請專利範圍第8項所述之雙功能注入型讀取陣列電路，其中，每一積分電容具有一提供該積分電壓的第一端和一接收一呈直流的校準電壓的第二端，又每一電流至電壓轉換器更包括：一電晶體，具有一電連接於所對應感測器之第一端、一電連接於該積分電容之第一端的第二端，及一控制端；及一積分重設開關，並聯於該積分電容，且受控制而於導通或不導通之間切換，並於導通時將該積分電容所儲存的電荷清除。
  10. 依據申請專利範圍第9項所述之雙功能注入型讀取陣列電路，其中，每一取樣保持器包括：一讀取開關，具有一電連接於所對應的該電晶體的第二端之第一端和一第二端，且受控制而於導通或不導通之間切換；一輸出開關，具有一電連接於該讀取開關之第二端的第一端和一提供該輸出電壓之第二端，且受控制而於導通或不導通之間切換；一取樣電容，具有一電連接於該讀取開關之第二端的第一端和一接地的第二端；及一取樣重設開關，並聯於該取樣電容，且受控制而於導通或不導通之間切換，並於導通時將該取樣電容所儲存的電荷清除。
  11. 依據申請專利範圍第10項所述之雙功能注入型讀取陣列電路，其中，該二讀取單元分別是一第一讀取單元及一第二讀取單元，且：該切換單元更用以切換地傳遞或不傳遞一第一偏壓到該第一讀取單元的電晶體的控制端，並用以切換地傳遞或不傳遞一第二偏壓到該第二讀取單元的電晶體的控制端，且該切換單元更電連接於該第一、二讀取電路的取樣電容的第一端之間，且該切換單元受控制以決定是否將該二積分電容並聯，並受控制以決定是否將該二取樣電容並聯。
  12. 依據申請專利範圍第11項所述之雙功能注入型讀取陣列電路，其中，該切換單元具有：一第一偏壓開關，具有一接收該第一偏壓的第一端及一電連接於該第一讀取單元的電晶體之控制端的第二端，且受控制而於導通或不導通之間切換，以在導通時傳遞該第一偏壓到該第一讀取單元的電晶體的控制端，而在不導通時不傳遞該第一偏壓到該第一讀取單元的電晶體的控制端；一第二偏壓開關，具有一接收該第二偏壓的第一端及一電連接於該第二讀取單元的電晶體之控制端的第二端，且受控制而於導通或不導通之間切換，以在導通時傳遞該第二偏壓到該第二讀取單元的電晶體的控制端，而在不導通時不傳遞該第二偏壓到該第二讀取單元的電晶體的控制端；一積分並聯開關，具有一電連接於該第一讀取單元的積分電容之第一端的第一端，和一電連接於該第二讀取單元的積分電容之第一端的第一端，且受控制而於導通或不導通之間切換，以在導通時使該二積分電容並聯，而在不導通時使該二積分電容不並聯；及一取樣並聯開關，具有一電連接於該第一讀取單元的取樣電容之第一端的第一端，和一電連接於該第二讀取單元的取樣電容之第一端的第一端，且受控制而於導通或不導通之間切換，以在導通時使該二取樣電容並聯，而在不導通時使該二取樣電容不並聯。
  13. 依據申請專利範圍第8項所述之雙功能注入型讀取陣列電路，其中，每一感測器組的二感測器分別是感測不同種類生物離子的生物感測器，且所對應的該待感測物是生物離子，該生物感測器用於根據所對應的生物離子產生一大小正比於該生物離子之濃度的感測電流，該雙功能讀取模組的取樣保持器具有：一讀取開關，具有一電連接於該電晶體的第二端以接收該積分電壓之第一端和一第二端，且受控制而於導通或不導通之間切換以將該積分電壓作為該輸出電壓從該讀取開關之第二端輸出。
  14. 一種雙功能讀取模組，適用於電連接於二個不同功能的感測器，每一感測器根據所對應的待感測物產生一感測電流，且該雙功能讀取模組包含：二個讀取單元，每一讀取單元具有：一具有一積分電容的電流至電壓轉換器，電連接於所對應的感測器，且受控制以決定是否接收所對應的感測電流，若是，則接收該感測電流並儲存於該積分電容來將該感測電流轉換成一正比於該感測電流大小的積分電壓；及一取樣保持器，電連接於該電流至電壓轉換器，且受控制以對該積分電壓進行取樣和保持以得到一正比於該感測電流大小的輸出電壓；及一切換單元，電連接於該等讀取單元的積分電容之間，並受控制以決定是否將該二積分電容並聯。
  15. 依據申請專利範圍第14項所述之雙功能讀取模組，其中，每一積分電容具有一提供該積分電壓的第一端和一接收一呈直流的校準電壓的第二端，又每一電流至電壓轉換器更包括：一電晶體，具有一電連接於所對應感測器之第一端、一電連接於該積分電容之第一端的第二端，及一控制端；及一積分重設開關，並聯於該積分電容，且受控制而於導通或不導通之間切換，並於導通時將該積分電容所儲存的電荷清除。
  16. 依據申請專利範圍第15項所述之雙功能讀取模組，其中，每一取樣保持器包括：一讀取開關，具有一電連接於所對應的該電晶體的第二端之第一端和一第二端，且受控制而於導通或不導通之間切換；一輸出開關，具有一電連接於該讀取開關之第二端的第一端和一提供該輸出電壓之第二端，且受控制而於導通或不導通之間切換；一取樣電容，具有一電連接於該讀取開關之第二端的第一端和一接地的第二端；及一取樣重設開關，並聯於該取樣電容，且受控制而於導通或不導通之間切換，並於導通時將該取樣電容所儲存的電荷清除。
  17. 依據申請專利範圍第16項所述之雙功能讀取模組，其中，該二讀取單元分別是一第一讀取單元及一第二讀取單元，且：該切換單元更用以切換地傳遞或不傳遞一第一偏壓到該第一讀取單元的電晶體的控制端，並用以切換地傳遞或不傳遞一第二偏壓到該第二讀取單元的電晶體的控制端，且該切換單元更電連接於該第一、二讀取電路的取樣電容的第一端之間，且該切換單元受控制以決定是否將該二積分電容並聯，並受控制以決定是否將該二取樣電容並聯。
  18. 依據申請專利範圍第17項所述之雙功能讀取模組，其中，該切換單元具有：一第一偏壓開關，具有一接收該第一偏壓的第一端及一電連接於該第一讀取單元的電晶體之控制端的第二端，且受控制而於導通或不導通之間切換，以在導通時傳遞該第一偏壓到該第一讀取單元的電晶體的控制端，而在不導通時不傳遞該第一偏壓到該第一讀取單元的電晶體的控制端；一第二偏壓開關，具有一接收該第二偏壓的第一端及一電連接於該第二讀取單元的電晶體之控制端的第二端，且受控制而於導通或不導通之間切換，以在導通時傳遞該第二偏壓到該第二讀取單元的電晶體的控制端，而在不導通時不傳遞該第二偏壓到該第二讀取單元的電晶體的控制端；一積分並聯開關，具有一電連接於該第一讀取單元的積分電容之第一端的第一端，和一電連接於該第二讀取單元的積分電容之第一端的第一端，且受控制而於導通或不導通之間切換，以在導通時使該二積分電容並聯，而在不導通時使該二積分電容不並聯；及一取樣並聯開關，具有一電連接於該第一讀取單元的取樣電容之第一端的第一端，和一電連接於該第二讀取單元的取樣電容之第一端的第一端，且受控制而於導通或不導通之間切換，以在導通時使該二取樣電容並聯，而在不導通時使該二取樣電容不並聯。
  19. 依據申請專利範圍第14項所述之雙功能讀取模組，其中，每一感測器分別感測不同波段的紅外線信號，且每一感測器包括：一光電轉換二極體，具有一接收一參考偏壓的陰極及一電連接於所對應的讀取單元之電流至電壓轉換器的陽極。
  20. 依據申請專利範圍第14項所述之雙功能讀取模組，其中，該二感測器都是一生物感測器，且該二感測器分別感測不同種類的生物離子，每一生物感測器用於根據所對應的生物離子產生一大小正比於該生物離子之濃度的感測電流，該雙功能讀取模組的取樣保持器具有：一讀取開關，具有一電連接於該電晶體42的第二端以接收該積分電壓之第一端和一第二端，且受控制而於導通或不導通之間切換以將該積分電壓作為該輸出電壓從該讀取開關之第二端輸出。
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