专利名称：光敏传感器及其光照检测电路的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种适用于IC卡类产品的光敏传感器。本发明还涉及利用该光敏传感器构成的光照检测电路。
背景技术：
IC卡类产品需要光敏检测等防检测设计。普通CMOS工艺采用硅化物结构，由于硅化物透光性很差，到达PN结的光子数被严重削减，损失了多数的光辐射能量，降低了检测效率。由此，PN结的光生电压小于普通的太阳能电池。根据华虹NEC CZ6H(0.35um)工艺的测试数据，100lx下20*20um2的P+NW(P扩散层到N阱)二极管光生电压为250mV左右。如此微弱的信号需要通过放大才能被利用。由于P+NW的NW(N阱)需尽可能接地(GND)，以消除寄生效应，放大电路的设计将非常困难。如果追加去除硅化物区的步骤将增加生产成本。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种光敏传感器，它可有效的提高检测的灵敏度，而且结构简单。本发明还要提供一种利用上述光敏传感器构成的光照检测电路，在不增加工艺成本的情况下实现光照检测。
为解决上述技术问题，本发明的一种光敏传感器，在CMOS逻辑工艺下，由P+NW二极管D1和Native(本征)晶体管MN1构成，二极管D1的阳极与晶体管MN1基极连接，二极管D1的阴极与晶体管MN1发射极连接。
采用本发明的光敏传感器，利用了Native(本征)晶体管低阈值的特点，将PN结与本征管组合成光敏传感器，有效的提高了检测的灵敏度。
本发明的利用上述光敏传感器构成的光照检测电路，包括一个比较器，在电源与地线之间串接电流源I1与光敏传感器GM1，电流源I2与光敏传感器GM2；电流源I1与光敏传感器GM1的接点与比较器的正向输入端连接，电流源I2与光敏传感器GM2的接点与比较器的反向输入端连接；光敏传感器GM2作为参考传感器，光敏传感器GM1作为检测传感器，光敏传感器GM2中的二极管上覆盖2AL(金属2层)，遮住绝大部分的入射光，电流源I1略小于电流源I2，当外界无光照射时，比较器的正向输入端电压小于反向输入端电压，输出为低电平；当外界光照增加时，I1不断增大，即正向输入端电压不断上升，当达到一定光强时，I1＞I2，使比较器输出翻转为高电平。
采用本发明的光照检测电路，在不增加工艺成本的情况下，在普通的CMOS工艺中即可实现光照检测。
图1是本发明光敏传感器的原理图；图2是本发明光照检测电路的原理图。
具体实施例方式
如图1所示，本发明的一种光敏传感器，在CMOS逻辑工艺下，由P+NW二极管D1和本征晶体管MN1构成，二极管D1的阳极与晶体管MN1基极连接，二极管D1的阴极与晶体管MN1发射极连接。二极管D1的阴极与晶体管MN1发射极接点K需要接地(GND)。
再参阅图2，本发明的利用上述光敏传感器构成的光照检测电路，包括一个比较器，在电源与地线之间串接电流源I1与光敏传感器GM1，电流源I2与光敏传感器GM2。电流源I1与光敏传感器GM1的接点与比较器的正向输入端连接，电流源I2与光敏传感器GM2的接点与比较器的反向输入端连接。光敏传感器GM2作为参考传感器，光敏传感器GM1作为检测传感器。光敏传感器GM2中的二极管上覆盖2AL(金属2层)，遮住绝大部分的入射光。电流源I1略小于电流源I2，当外界无光照射时，由于设定I1略小于I2，比较器的正向输入端电压小于反向输入端电压，输出为低电平；当外界光照增加时，I1不断增大，即正向输入端电压不断上升，当达到一定光强时，I1＞I2，使比较器输出翻转为高电平。
为了消除干扰，本发明的光照检测电路设计中采用了差分结构。如果外界存在干扰，则对光敏传感器GM1、GM2而言是共模信号，可以在一定程度上被抑制。
本发明经过流片测试，达到了设计要求，可以应用在卡类产品中。
权利要求
1.一种光敏传感器，其特征在于CMOS逻辑工艺下，由P+NW二极管D1和本征晶体管MN1构成，二极管D1的阳极与晶体管MN1基极连接，二极管D1的阴极与晶体管MN1发射极连接。
2.一种利用权利要求1所述的光敏传感器进行光照检测的电路，其特征在于包括一个比较器，在电源与地线之间串接电流源I1与光敏传感器GM1、电流源I2与光敏传感器GM2；电流源I1与光敏传感器GM1的接点与比较器的正向输入端连接，电流源I2与光敏传感器GM2的接点与比较器的反向输入端连接；光敏传感器GM2作为参考传感器，光敏传感器GM1作为检测传感器，光敏传感器GM2中的二极管上覆盖2AL，遮住绝大部分的入射光，电流源I1略小于电流源I2，当外界无光照射时，由于设定I1略小于I2，比较器的正向输入端电压小于反向输入端电压，输出为低电平；当外界光照增加时，I1不断增大，即正向输入端电压不断上升，当达到一定光强时，I1＞I2，使比较器输出翻转为高电平。
全文摘要
本发明公开了一种光敏传感器及其光照检测电路。所述光敏传感器，在CMOS逻辑工艺下，由P+NW二极管和本征晶体管构成。所述光照检测电路利用上述光敏传感器、电流源、和比较器组成，采用2AL屏蔽的同种传感器作为参考信号，并将信号差进行放大。本发明可有效的提高检测的灵敏度，而且结构简单，在不增加工艺成本的情况下实现光照检测。本发明适用于IC卡类产品。
文档编号G01J1/16GK1786676SQ20041008922
公开日2006年6月14日 申请日期2004年12月8日 优先权日2004年12月8日
发明者王楠 申请人:上海华虹Nec电子有限公司