指纹感测系统的制作方法

本申请涉及指纹识别领域，尤其涉及一种指纹感测系统。

背景技术：

电容式指纹芯片通常将传感器、读出电路和模数转换电路等集成于一块芯片中。进行指纹识别时，先将手指按在传感器表面，手指表面和传感器顶部金属层分别构成等效电容的两极；此时，手指上的指纹谷和脊同传感器顶部金属层形成大小不同的电容值；后续传感器能根据这些大小不同的电容值产生对应的电信号并经芯片转换成指纹图像。

通常这些大小不同的电容值都很小，要求传感器具有很高的灵敏度才能检测出它们的差异。目前，为了提高传感器灵敏度，可以采用通过对传感器施加不同电位，从而获得高质量的指纹图像。

请参阅图1所示，是传统双芯片指纹感测系统1，包括驱动芯片2和指纹感测芯片3。驱动芯片2包括两个电压域，第一电压域4由电源电压avdd和电源地avss构成，第二电压域5由浮地电源电压fvdd和浮地电源地fvss组成，浮地电源地fvss相对于电源地avss的电压可调。电源驱动芯片2中的电压转换电路6负责转换第一电压域4和第二电压域5的信号电压。指纹感测芯片3和第二电压域5的电源电压一致。指纹感测芯片3发出浮地电源控制信号tx给电源驱动芯片2，电源驱动芯片2接收到tx信号后产生浮地电源电压fvdd和浮地电源地fvss。由于传感器上的手指表面电势相对于电源地avss可以假定为恒定的，因此通过提高浮地电源电压fvdd和浮地电源地fvss可以增大传感器产生的电信号幅值，提高传感器灵敏度。

现有的方法是采用一颗独立的驱动芯片来对传感器芯片施加不同电压。对于一个指纹感测系统而言，需要两颗不同的芯片(即驱动芯片和指纹感测芯)。当设置两颗不同的芯片时，存在如下问题：首先，两个芯片需要连接线建立电性连通关系后进行封装，该工艺比较复杂、成本较高，同时位于两个芯片之间的连接线的可靠性也不容易保证；其次，两个芯片无论是上下叠置还是通过其他排布方式安装，都会增大指纹感测系统的体积，不利于结构的小型化；此外，采用两颗不同芯片需要增加片外元件(例如电容元件等)，导致指纹感测系统的整体成本会增加。

技术实现要素：

鉴于现有技术的不足，本申请的一个目的是提供一种结构简化后的指纹感测系统，能够降低封装难度、减小体积、节约成本，同时能够满足不同场景的灵敏度需求。

本申请还有一个目的是提供一种光学指纹传感器，以能够降低固定图形噪声以及重置开关噪声。

为达到上述至少一个目的，本申请采用如下技术方案：

一种指纹感测系统，包括：

具有p型衬底的芯片，所述p型衬底上设置有隔离沟槽；

位于所述隔离沟槽两侧的第一电压域和第二电压域，所述第一电压域包括：用于产生驱动信号的时序逻辑模块，所述第一电压域能提供电源电压和电源地；所述第二电压域设置有传感器阵列；

连接所述第一电压域和所述第二电压域的驱动电路，所述驱动电路在接收到所述第一电压域产生驱动信号的情况下，向所述传感器阵列提供浮地电源电压和浮地电源地；所述浮地电源地相对所述电源地的电压可调。

在一个优选的实施方式中，所述p型衬底在所述隔离沟槽的下方设置有aa有源区，所述aa有源区与所述电源地相连接。

在一个优选的实施方式中，所述驱动电路包括第一晶体管、第二晶体管、二极管以及电容；

所述第一晶体管的栅端连接所述驱动信号，源端连接所述电源地，漏端连接所述浮地电源地；

所述第二晶体管的栅端连接所述驱动信号，源端连接第一参考电压，漏端连接所述浮地电源地；

所述二极管的阳极连接所述电源电压，其阴极连接所述浮地电源电压。

在一个优选的实施方式中，所述电容封装在所述芯片的外侧。

在一个优选的实施方式中，所述第二电压域还包括：双采样或差分模式电路和参考传感器单元，所述双采样或差分模式电路包括：双采样或差分模式选择电路和差分缓冲电路；

所述传感器阵列包括呈阵列排布的传感器单元，所述传感器单元输出的传感器信号和所述参考传感器单元输出的第二参考电压分别作为所述双采样或差分模式选择电路的输入，所述双采样或差分模式选择电路的输出作为所述差分缓冲电路的输入。

在一个优选的实施方式中，所述传感器单元包括：运算放大器、反馈电容、复位开关、手指等效电容、共模电压以及输出端，

所述反馈电容连接于所述运算放大器的负输入端和输出端之间；

所述复位开关连接于所述运算放大器的负输入端和输出端之间；

所述共模电压连接至所述运算放大器的正输入端；

所述手指等效电容一端接地，另一端连接所述运算放大器的负输入端。

在一个优选的实施方式中，所述参考传感器单元包括：运算放大器、反馈电容、复位开关、参考电容、共模电压以及输出端，

所述反馈电容连接于所述运算放大器的负输入端和输出端之间；

所述复位开关连接于所述运算放大器的负输入端和输出端之间；

所述共模电压连接至所述运算放大器的正输入端；

所述参考电容的一端接地，另一端连接所述运算放大器的负输入端。

在一个优选的实施方式中，所述双采样或差分模式选择电路包括：差分控制开关、参考电压采样开关、传感器信号采样开关、参考电压保持电容、传感器信号保持电容、第一开关、第二开关以及共模电压；

所述参考电压采样开关连接于所述传感器单元与所述参考电压保持电容之间；

所述传感器信号采样开关连接于所述传感器单元与所述传感器信号保持电容之间；

所述差分控制开关一端连接至参考传感器单元，另一端连接至所述参考电压采样开关与所述参考电压保持电容的连接点；

所述第一开关一端连接至所述共模电压，另一端连接至所述传感器信号采样开关与所述传感器信号保持电容的连接点；

所述第二开关一端连接至所述共模电压，另一端连接至所述参考电压采样开关与所述参考电压保持电容的连接点。

在一个优选的实施方式中，所述差分缓冲电路包括：差分放大器、第一反馈电容、第二反馈电容、第三开关、第四开关、第五开关、第六开关、第七开关、第八开关、负输出端、正输出端以及共模电压；

所述第一反馈电容连接于所述差分放大器的负输入端与所述第三开关之间，

所述第三开关的另一端连接至所述正输出端；

所述第二反馈电容连接于所述差分放大器的正输入端与所述第四开关之间，

所述第四开关的另一端连接至所述负输出端；

所述第五开关一端连接至所述第一反馈电容与所述第三开关的连接点，另一端连接所述共模电压；

所述第六开关一端连接至所述第二反馈电容与所述第四开关的连接点，另一端连接所述共模电压；

所述第七开关连接于所述差分放大电压的负输入端与所述正输出端之间，所述第八开关连接于所述差分放大电压的正输入端与所述负输出端之间。

在一个优选的实施方式中，所述p型衬底连接所述第一电压域的电源地，所述第二电压域通过设置dnw隔离出用于连接浮地电源的pw。

在一个优选的实施方式中，所述隔离沟槽的宽度为所述第一电压域和所述第二电压域之间的间距，所述第一电压域与所述第二电压域之间的差值越大，所述沟槽的宽度越大。

在一个优选的实施方式中，所述隔离沟槽的宽度大于4um。

在一个优选的实施方式中，所述时序逻辑模块包括：振荡器和数字逻辑，所述第一电压域还包括：电源管理单元、模数转换器、数据缓存器、串行接口、可变增益放大器。

有益效果：

本申请提供的一种度指纹感测系统，通过基于半导体技术在同一颗芯片上分离不同的电压域，用驱动电路驱动传感器所在电压域，来提高灵敏度，同时能够降低封装难度、减小体积、节约成本。进一步的，设置双采样或差分模式选择电路和差分缓冲电路，能工作于差分或cds工作模式，减少噪声干扰，进一步提高了灵敏度。

参照后文的说明和附图，详细公开了本发明的特定实施方式，指明了本发明的原理可以被采用的方式。应该理解，本发明的实施方式在范围上并不因而受到限制。

针对一种实施方式描述和/或示出的特征可以以相同或类似的方式在一个或更多个其它实施方式中使用，与其它实施方式中的特征相组合，或替代其它实施方式中的特征。

应该强调，术语“包括/包含”在本文使用时指特征、整件、步骤或组件的存在，但并不排除一个或更多个其它特征、整件、步骤或组件的存在或附加。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为传统双芯片指纹感测系统的结构示意图；

图2为本申请实施方式中提供的一种指纹感测系统的结构示意图；

图3为本申请实施方式中提供的一种指纹感测系统的显示有隔离沟槽的剖视图；

图4为本申请实施方式中提供的一种指纹感测系统中驱动电路的示意图；

图5为驱动控制时序；

图6为外挂电容封装示意图；

图7(a)为传感器单元的电路示意图；

图7(b)为参考传感器单元的电路示意图；

图8为cds或差分模式电路示意图；

图9为差分工作模式时序图；

图10为cds工作模式时序图。

附图标记说明：

1、传统双芯片指纹感测系统；

2、电源驱动芯片；

3、指纹感测芯片；

4、第一电压域；

5、第二电压域；

6、电压转换电路；

7、传感器阵列；

8a、传感器单元；

8b、参考传感器单元；

9、指纹感测系统；

10、第一电压域；

11、第二电压域；

12、运算放大器；

13、复位开关；

14、反馈电容；

15、手指等效电容；

16、参考电容；

17、cds或差分选择电路；

18、差分缓冲电路；

19、差分使能开关；

20、传感器信号采样开关；

21、参考信号采样开关；

22、第一开关；

23、第二开关；

24、传感器信号保持开关；

25、参考信号保持开关；

26、差分放大器；

27、第一反馈电容；

28、第二反馈电容；

29、第三开关；

30、第四开关；

31、第五开关；

32、第六开关；

33、第七开关；

34、第八开关；

p1、第一相位；

p2、第二相位；

vref、第一参考电压；

vref2、第二参考电压；

vcom、共模电平。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明中的技术方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

需要说明的是，当元件被称为“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的另一个元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中另一个元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

提高电容式指纹芯片的灵敏度的原理如下：手指表面和传感器顶部金属层分别构成等效电容的两极，手指表面电势相对于电源地avss可以假定为恒定的，传感器顶部金属层的电势与fvdd和fvss成正比，fvdd和fvss增大，该等效电容两端电压差增大，则该等效电容上存储的电荷增多，电荷增多，传感器检测到的信号幅度会增大，灵敏度就提高了。

此外，灵敏度跟信号幅度和噪声有关，信号幅度必须大于噪声才能被检测到。当信号幅度小于噪声时，有两种方法提高灵敏度，一是提高信号幅度，二是降低噪声。

本申请的提高灵敏度指纹感测系统在同一颗芯片上分离不同电压域，实现了传感器电压可调，由此提高了灵敏度，简化了指纹感测系统的结构，降低了封装难度，节约了成本。

请参阅图2和图3。本申请的实施例中公开了一种指纹感测系统，该指纹感测系统包括：单独的一个芯片，在该芯片通过设置隔离沟槽(简称stishallowtrenchisolation)划分出第一电压域10和第二电压域11。具体的，所述第一电压域10和所述第二电压域11主要在cmos制造工艺中实现物理隔离，避免不同电压域之间的相互干扰。

请参阅图3，在cmos(complementarymetaloxidesemiconductor)制造工艺中，nmos是在psub(psubstratep型衬底)或pw中，pmos是在nsub或nw中。在单一电压域中，通常psub或pw接最低电压，nsub或nw接最高电压。本说明书中，同一个psub存在两个电压域，就需要做出区分。其中，psub接电源地avss，第一电压域中的nw接电源电压avdd，第二电压域中的nw和dnw接浮地电源电压fvdd，第二电压域中的pw接浮地电源地fvss。第一电压域中nw、psub、第二电压域中nw、第二电压域nw中的p+会形成npnp结构，容易发生latchup(闩锁效应，又称自锁效应、闸流效应)。该效应会在低电压下导致大电流，这不仅能造成电路功能的混乱，而且还会使电源和地线间短路，引起芯片的永久性损坏。

因此，需要将两个电压域隔离。两个电压域之间的阻抗越大越不容易发生latchup。为了保证两个电压域之间具有足够大的阻抗，本说明书中，在两个电压域之间做一个隔离沟槽。进一步的，可以在隔离沟槽下面做一个aa(activearea)区，连接电源地avss，作为p保护环，阻止少子流通。其中，该aa区可以放在隔离沟槽的中间，到两边的nw距离一样，能起到的作用大小一致。

nmos是制作在psub或pw中，在本实施方式中，psub已经接了第一电压域10的avss，那么第二电压域11中的nmos就不能直接制作在psub中，需要用dnw(deepnwell)单独隔离出一个pw来做nmos。

在本说明书中，sti一侧接第一电压域10，sti另一侧的dnw接第二电压域11，两个电压域被sti隔离，sti的宽度与两个电压域之差有关，该差越大所需宽度越大。如差值为6v则需要8um宽的sti，如果半导体工艺技术不同则会有差异，总的来说是越宽越好，但sti越宽芯片面积越大，会增加成本，所以需要折中考虑。

请配合参阅图3所示，为隔离区剖面图，在p型衬底(简称psub)上形成浅沟槽隔离sti，浅沟槽隔离sti中间注入一定杂质形成有源区aa，第一电压域10和第二电压域11分位于浅沟槽隔离sti两侧，dnw位于第二电压域11。浅沟槽隔离sti越宽，不同电压域隔离效果越好。整体上，所述隔离沟槽的宽度至少为4um，可以满足隔离需求。整体上，该隔离沟槽的宽度由两个电压域之差决定，但根据制作工艺不同会有所差异。该隔离沟槽的宽度越大越好，但是宽度越大成本越高。

再参阅图2所示，在本说明书中，该指纹感测系统可以包括：p型衬底，所述p型衬底上设置有隔离沟槽；位于所述隔离沟槽两侧的第一电压域10和第二电压域11，所述第一电压域10包括：用于产生驱动信号的时序逻辑模块，所述第一电压域10能提供电源电压avdd和电源地avss；所述第二电压域11设置有传感器阵列7；连接所述第一电压域10和所述第二电压域11的驱动电路，所述驱动电路在接收到所述第一电压域10产生驱动信号的情况下，向所述传感器阵列提供浮地电源电压fvdd和浮地电源地fvss；所述浮地电源地fvss相对所述电源地avss的电压可调。

第一电压域10能提供电源电压avdd和电源地avss，第二电压域11能浮地电源电压fvdd和浮地电源地fvss。浮地电源地fvss相对于电源地avss的电压可调，该指纹感测系统识别指纹的灵敏度与这两个电压有关，调节这两个电压可以调节灵敏度。

具体的，第一电压域10可以包括：电源管理单元(pmu:powermanagementunit)、模数转换器(a/d：analogtodigitalconverter)、数据缓存器(databuffer)、串行接口(spi：serialperipheralinterface)、振荡器(osc：oscillator)、可变增益放大器(vga：variablegainamplifier)以及数字逻辑。其中，振荡器和数字逻辑主要是用来产生整个芯片的时序逻辑，两者配合形成所述时序逻辑模块。其中，该时序逻辑模块产生的驱动信号tx为时序逻辑中的一个。

第二电压域11可以包括传感器阵列7、cds(correlateddoublesampling双采样)或差分模式电路、驱动电路以及参考传感器单元8b。

通过设置所述cds或差分模式电路使得指纹感测系统根据需要工作于cds模式或差分模式。

所述电源管理单元(pmu)用于控制芯片内工作电源以及产生1.8v电源电压和参考电压。所述模数转换电路(a/d)用于将可变增益放大器(vga)输出的差分信号转换为数字信号，可采用行模数转换器模式或者系统模数转换器模式。所述数据缓存器(databuffer)用于缓存所述模数转换电路(a/d)输出的数字信号，即指纹数据，可以用静态随机存储器(sram)或fifo存储器实现。所述串行接口(spi)用于指纹感测系统与主机之间的数据通信。所述振荡器(osc)用于产生芯片工作所需时钟。所述可变增益放大器(vga)用于将接收到的信号进行放大处理。当该指纹感测系统9的第二电压域11设置有放大所述cds或差分模式电路输出的差分信号，其增益可根据需要调节。

所述数字逻辑控制指纹感测系统的工作状态，输出的驱动信号tx控制所述驱动地电路产生浮地电源电压fvdd和浮地电源地fvss。电容cf用以保持所述浮地电源电压fvdd与所述地电源地fvss之间的电压差近似恒定。

在一个实施方式中，考虑到该电容的容量参数，若其设置在p型衬底上，会占用较大面积的p型衬底，导致整个指纹感测系统的体积较大。因此，在本实施方式中，所述电容cf封装在所述芯片的外侧，避免占用p型衬底的面积。

在本说明书中，传感器阵列7可以包括多个传感器单元8a。参考传感器单元8b可以是一个或几个，根据设计需要选取。该参考传感器单元8b可以位于传感器阵列7的四周，也可以放置在传感器阵列7中。对于参考传感器单元8b放在传感器阵列7中的情况，参考传感器单元8b与传感器单元8a更匹配。

当手指按在芯片上时，传感器单元8根据感测到手指表面与传感器形成的电容产生对应的电信号，cds或差分模式电路对该电信号进行采样和保持并传递给可变增益放大器(vga)放大，最后模数转换器(a/d)量化后储存在静态随机存储器(sram)，串行接口(spi)在适当的时候将数据传输给主机。数字逻辑输出的驱动信号tx控制驱动电路产生一个浮地电源电压fvdd和一个浮地电源地fvss，片外电容cf用以保持浮地电源电压fvdd与地电源地fvss之间的电压差近似恒定。电容会保持两端电压不会突变，在短时间内可以认为恒定，fvdd和fvss是给传感器供电的，两者之差恒定则不会给传感器引入电源噪声。

请参阅图4所示，本说明书中的驱动电路可以包括：第一晶体管m1、第二晶体管m2、肖特基二极管d1和电容cf。

其中，第一参考电压vref根据不同的应用可以选择不同的电压，这样可以增加应用的灵活性，而不是局限于某个应用，可以在高压、中压或低压中选择。其中，高压可以用电荷泵(chargepump)升压实现，且电荷泵的输出电压可调，中压可以直接用电源电压avdd，低压可以用所述电源管理单元中1.8v电源电压。

所述肖特基二极管d1是在芯片内集成的。第一晶体管m1是nmos，其栅端连接驱动信号tx，其源端连接电源地avss，其漏端连接浮地电源地fvss。第二晶体管m1是pmos，其栅端连接驱动信号tx，其源端连接电荷泵的第一参考电压vref，其漏端连接浮地电源地fvss。肖特基二极管d1的阳极连接电源电压avdd，其阴极连接浮地电源电压fvdd。

配合参阅图5所示，当驱动信号tx处于第一相位p1时，浮地电源电压fvdd近似等于电源电压avdd，浮地电源地fvss近似等于电源地avss；当驱动信号tx处于第二相位p2时，浮地电源电压fvdd近似等于电源电压avdd与第一参考电压vref之和，浮地电源地fvss近似等于电源地avss与第一参考电压vref之和。第一参考电压vref的值越大通过驱动电路选择不同的电压，传感器感测到的电信号越强，传感器灵敏度越高，能够获得高质量的指纹图像。

请参阅图6，为外挂电容封装示意图，指纹感测系统9需要电容cf以保持浮地电源电压fvdd与地电源地fvss之间的电压差近似恒定。该电容cf为外挂电容cf，其电容值由第二电压域中电路耗电量和tx频率决定，跟电路耗电量成正比，跟tx频率成反比。具体的，该外挂电容cf的值可以从几百纳法到几微法不等。

请参阅图7(a)，为传感器单元8a的电路示意图，该传感器单元8a可以包括：运算放大器12、复位开关13、反馈电容14、手指等效电容15、共模电压vcom以及输出端vout。

复位开关13连接于运算放大器12的负输入端和输出端vout之间，反馈电容14连接于运算放大器12的负输入端和输出端vout之间，共模电压vcom连接至运算放大器的正输入端。手指等效电容15一端是手指表面，跟大地连接，视为接地，另一端是传感器顶部金属层，连接所述运算放大器的负输入端，其电容值由手指表面决定。传感器单元8a连接浮地电源电压fvdd和浮地电源地fvss，当浮地电源电压fvdd发生跳变指fvdd从avdd+vref变为avdd时，手指等效电容15上的电荷重新分配，运算放大器12的负输入端电压发生变化经运算放大器12放大产生传感器信号vout。

再请参阅图7(b)，为参考传感器单元8b的电路示意示意图，该参考传感器单元8b与图7(a)中传感器单元8a区别在于：运算放大器12的负输入端没有连接手指等效电容15，而是接一个参考电容16。该参考电容16的电容值是一个定值，因此参考传感器单元8b的输出值也为定值，称为第二参考电压vref2作为差分模式的参考电压。

请参阅图8，cds或差分模式电路可以包括：cds或差分模式选择电路17和差分缓冲电路18。传感器单元8a输出的传感器信号vout和参考传感器单元8b输出的第二参考电压vref2作为所述cds或差分模式选择电路17的输入，所述cds或差分模式选择电路17的输出作为所述差分缓冲电路18的输入。

cds或差分模式选择电路17包括：差分控制开关19、传感器信号采样开关20、参考电压采样开关21、传感器信号保持电容24、参考电压保持电容25、第一开关22、第二开关23以及共模电压vcom。

差分控制开关19受差分使能信号en控制，传感器信号采样开关20受传感器采样信号ss控制，参考电压采样开关21受参考电压采样信号sr控制，第一开关22和第二开关23受第一开关信号s1控制。传感器信号采样开关20连接于传感器单元的输出端vout与传感器信号保持电容24之间，参考电压采样开关21连接于传感器单元的输出端vout与参考电压保持电容25之间。差分控制开关19一端连接至参考传感器单元的输出端vref2，另一端连接至参考信号采样开关21与参考信号保持电容25的连接点。第一开关22一端连接至共模电压vcom，另一端连接至传感器信号采样开关20与传感器信号保持电容24的连接点；第二开关23一端连接至共模电压vcom，另一端连接至参考电压采样开关21与参考电压保持电容25的连接点。

差分缓冲电路18包括：差分放大器26、第一反馈电容27、第二反馈电容28、第三开关29、第四开关30、第五开关31、第六开关32、第七开关33、第八开关34、负输出端von、正输出端vop以及共模电压vcom。

第三开关29和第四开关30受所述第一开关信号s1控制，第五开关、第六开关、第七开关和第八开关受第二开关信号s2控制。第一反馈电容27连接于差分放大器26的负输入端与第三开关29之间，第三开关29的另一端连接至所述正输出端vop；第二反馈电容28连接于差分放大器26的正输入端与第四开关30之间，第四开关30的另一端连接至负输出端von。第五开关31一端连接至第一反馈电容27与第三开关29的连接点，另一端连接共模电压vcom。第六开关32一端连接至第二反馈电容28与第四开关30的连接点，另一端连接共模电压vcom。第七开关33连接于差分放大电压26的负输入端与正输出端vop之间，第八开关34连接于差分放大电压26的正输入端与负输出端von之间。

当第一开关信号s1为低电平、第二开关信号s2为高电平时，即第三开关29和第四开关30断开，第五开关31、第六开关32、第七开关33和第八开关34导通时，差分缓冲电路18处于校零状态；当第一开关信号s1为高电平、第二开关信号s2为低电平时，即第三开关29和第四开关30导通，第五开关31、第六开关32、第七开关33和第八开关34断开时，差分缓冲电路18处于缓冲输出状态。

请再配合参阅图9，为差分工作模式时序图。当差分使能信号en为高电平时，即差分控制开关19导通，指纹感测系统处于差分工作模式，此时参考电压采样信号sr为低电平，传感器采样信号ss为高电平，即传感器信号采样开关20导通，参考电压采样开关21断开。驱动信号tx跳变为低电平，浮地电源电压fvdd跟随变为avdd+vref,接着复位信号rst变为高电平，即复位开关13导通，传感器单元和参考传感器单元被复位。然后驱动信号tx变为高电平，浮地电源电压fvdd变为avdd，传感器单元的输出信号vout发生变化被保存在传感器信号保持电容24上，参考传感器单元的输出信号vref2被保存在参考电压保持电容25上。最后当第一开关信号s1变为高电平，第二开关信号s2变为低电平，差分缓冲电路18输出vout与vref2之差。

请再配合参阅图10，为cds工作模式时序图。当差分使能信号en为低电平时，即差分控制开关19断开，指纹感测系统处于cds工作模式。驱动信号tx跳变为低电平，浮地电源电压fvdd跟随变为avdd+vref，紧接着复位信号rst变为高电平，即复位开关13导通，传感器单元和参考传感器单元被复位。接着参考电压采样信号sr变为高电平，即参考电压采样开关21导通，传感器单元的输出信号vout被保存在参考电压保持电容25上，称此时的vout为vr。然后驱动信号tx变为高电平，浮地电源电压fvdd变为avdd，紧接着传感器采样信号ss变为高电平，即传感器信号采样开关20导通，传感器单元的输出信号vout被保存在传感器信号保持电容上，称此时的vout为vs。最后当第一开关信号s1变为高电平，第二开关信号s2变为低电平，差分缓冲电路18输出vr与vs之差。

本申请提供的一种度指纹感测系统，通过基于半导体技术在同一颗芯片上分离不同的电压域，用驱动电路驱动传感器所在电压域，来提高灵敏度，同时能够降低封装难度、减小体积、节约成本。进一步的，设置双采样或差分模式选择电路和差分缓冲电路，能工作于差分或cds工作模式，减少噪声干扰，进一步提高了灵敏度。

本文引用的任何数字值都包括从下限值到上限值之间以一个单位递增的下值和上值的所有值，在任何下值和任何更高值之间存在至少两个单位的间隔即可。举例来说，如果阐述了一个部件的数量或过程变量(例如温度、压力、时间等)的值是从1到90，优选从20到80，更优选从30到70，则目的是为了说明该说明书中也明确地列举了诸如15到85、22到68、43到51、30到32等值。对于小于1的值，适当地认为一个单位是0.0001、0.001、0.01、0.1。这些仅仅是想要明确表达的示例，可以认为在最低值和最高值之间列举的数值的所有可能组合都是以类似方式在该说明书明确地阐述了的。

除非另有说明，所有范围都包括端点以及端点之间的所有数字。与范围一起使用的“大约”或“近似”适合于该范围的两个端点。因而，“大约20到30”旨在覆盖“大约20到大约30”，至少包括指明的端点。

披露的所有文章和参考资料，包括专利申请和出版物，出于各种目的通过援引结合于此。描述组合的术语“基本由…构成”应该包括所确定的元件、成分、部件或步骤以及实质上没有影响该组合的基本新颖特征的其他元件、成分、部件或步骤。使用术语“包含”或“包括”来描述这里的元件、成分、部件或步骤的组合也想到了基本由这些元件、成分、部件或步骤构成的实施方式。这里通过使用术语“可以”，旨在说明“可以”包括的所描述的任何属性都是可选的。

多个元件、成分、部件或步骤能够由单个集成元件、成分、部件或步骤来提供。另选地，单个集成元件、成分、部件或步骤可以被分成分离的多个元件、成分、部件或步骤。用于描述元件、成分、部件或步骤的公开“一”或“一个”并不说为了排除其他的元件、成分、部件或步骤。

应该理解，以上描述是为了进行图示说明而不是为了进行限制。通过阅读上述描述，在所提供的示例之外的许多实施方式和许多应用对本领域技术人员来说都将是显而易见的。因此，本教导的范围不应该参照上述描述来确定，而是应该参照所附权利要求以及这些权利要求所拥有的等价物的全部范围来确定。出于全面之目的，所有文章和参考包括专利申请和公告的公开都通过参考结合在本文中。在前述权利要求中省略这里公开的主题的任何方面并不是为了放弃该主体内容，也不应该认为发明人没有将该主题考虑为所公开的发明主题的一部分。