电容传感器系统和用于电容传感器系统的电流传送器的制作方法

本公开涉及电容传感器，并且更具体地涉及用于电容传感器的电流传送器。

背景技术：

1、这里所提供的背景技术描述是为了总体上给出本公开的背景。既不明确地承认也不暗示地承认当前列名的发明人的在背景技术部分中描述的范围内的工作、以及在提交时可能不是作为现有技术的描述的各方面为本发明的现有技术。

2、电子设备可以实现电容传感器，该电容传感器被配置为感测物体(例如，手指)和表面(例如，电子设备的表面)之间的接触，并且生成指示感测到的接触的感测信号。例如，参考信号发生器(例如，波形发生器)被配置为生成控制信号，并将该控制信号输出到电容传感器。在一些示例中，控制信号是正弦的(即，控制信号是正弦波)。感测信号对应于基于物体是否正在接触传感器的控制信号的幅度和/或相位的变化。因此，可以基于感测信号的幅度或相位来确定接触传感器的物体的存在或不存在(例如，参见ptl 1)。

3、引用列表

4、专利文献

5、[ptl 1]美国专利no.9,727,183

技术实现思路

1、技术问题

2、在如上所述的这种电容传感器中，包括构成电流镜电路的运算放大器和场效应晶体管(fet)在内的电流传送电路通过测量电荷改变来检测物体(例如，手指)，该电荷改变是由于物体开始与电容传感器接触所引起的电容改变而发生的。

3、然而，这样的电容传感器容易受到导致电流传送电路中的瞬态电压改变的各种电噪声的影响，并且在源极端子处的这样的瞬态电压改变引起电流传送电路中的fet的栅极端子和源极端子两端的电压改变。栅极-源极电压改变进而导致流经输出侧处的fet的电流改变，这可能使得难以保持电流传送电路内的电流镜偏置电压。

4、鉴于如上所述的与常规电容传感器相关联的问题，本公开的实施例的目的在于提供一种电容传感器系统，该电容传感器系统可以减轻响应于电流传送电路中的fet的源极端子处的瞬态电压改变而引起的栅极端子和源极端子两端的电压改变，并维持流经输出侧处的fet的电流，否则该电流会因栅极-源极电压改变而改变。

5、问题的解决方案

6、一种电容传感器系统包括电容传感器和耦接到电容传感器的输出的电流传送器。电流传送器包括：输入侧，包括耦接到输入电压的第一晶体管和第二晶体管；输出侧，包括耦接到电容传感器的第三晶体管和第四晶体管；第一电容器，耦接在第三晶体管的栅极和源极之间；以及第二电容器，耦接在第四晶体管的栅极和源极之间。

7、在其他特征中，电流传送器是第二代电流传送器。电流传送器包括耦接到控制信号的第一节点、耦接到电容传感器的输出的第二节点、以及基于控制信号和电容传感器的输出而输出输出电流的第三节点。电容传感器的输出是与根据与物体的接触和接近中的至少一种而修改的控制信号相对应的感测信号。耦接到第一节点的控制信号是电流传送器的输入电压，并且第二节点输出与输入电压相对应的调节电压。

8、在其他特征中，电流传送器包括耦接到输出侧的电流镜电路，并且其中，第三节点耦接到电流镜电路。输出侧包括第五晶体管、第六晶体管、第七晶体管和第八晶体管，电流镜电路包括第七晶体管和第八晶体管，并且第三节点耦接在第七晶体管和第八晶体管之间。第一晶体管和第七晶体管的栅极耦接在一起。第一电容器和第二电容器之间的第四节点耦接到第二节点。第一晶体管和第三晶体管的栅极耦接在一起，并且第二晶体管和第四晶体管的栅极耦接在一起。参考信号发生器被配置为向电流传送器的输入侧提供控制信号。偏移控制模块耦接到电流传送器的输出侧。

9、一种用于电容传感器系统的电流传送器包括：输入侧，耦接到输入电压，并且包括第一晶体管和第二晶体管；输出侧，提供输出电压和输出电流，该输出电压耦接到电容传感器，并且输出侧包括第三晶体管和第四晶体管；第一电容器，耦接在第三晶体管的栅极和源极之间；以及第二电容器，耦接在第四晶体管的栅极和源极之间。

10、在其他特征中，电流传送器是第二代电流传送器。第一电容器和第二电容器被配置为用作低通滤波器。电流传送器包括耦接到输入电压的第一节点、输出输出电压的第二节点、以及输出输出电流的第三节点。第三节点耦接到电流镜电路。

11、根据详细描述、权利要求书和附图，本公开的其他应用领域将变得显而易见。详细描述和具体示例仅旨在用于说明的目的，并不旨在限制本公开的范围。

12、本发明的有益效果

13、根据本公开的实施例，提供了一种电容传感器系统，该电容传感器系统可以减轻响应于在电流传送电路中的fet的源极端子处的瞬态电压改变在栅极端子和源极端子两端的电压改变，并且维持流经在输出侧处的fet的电流，否则该电流会因栅极-源极电压改变而改变。

技术特征：

1.一种电容传感器系统，包括：

2.根据权利要求1所述的电容传感器系统，其中，所述电流传送器是第二代电流传送器。

3.根据权利要求1所述的电容传感器系统，其中，所述电流传送器包括耦接到控制信号的第一节点、耦接到所述电容传感器的输出的第二节点、以及基于所述控制信号和所述电容传感器的输出而输出输出电流的第三节点。

4.根据权利要求3所述的电容传感器系统，其中，所述电容传感器的输出是与根据与物体的接触和接近中的至少一种而修改的所述控制信号相对应的感测信号。

5.根据权利要求4所述的电容传感器系统，其中，耦接到所述第一节点的所述控制信号是所述电流传送器的所述输入电压，并且所述第二节点输出与所述输入电压相对应的调节电压。

6.根据权利要求5所述的电容传感器系统，其中，所述电流传送器包括耦接到所述输出侧的电流镜电路，并且其中，所述第三节点耦接到所述电流镜电路。

7.根据权利要求6所述的电容传感器系统，其中，所述输出侧包括第五晶体管、第六晶体管、第七晶体管和第八晶体管，所述电流镜电路包括第七晶体管和第八晶体管，并且所述第三节点耦接在所述第七晶体管和所述第八晶体管之间。

8.根据权利要求7所述的电容传感器系统，其中，所述第一晶体管和所述第七晶体管的栅极耦接在一起。

9.根据权利要求3所述的电容传感器系统，其中，所述第一电容器和所述第二电容器之间的第四节点耦接到所述第二节点。

10.根据权利要求1所述的电容传感器系统，其中，所述第一晶体管和所述第三晶体管的栅极耦接在一起，并且所述第二晶体管和所述第四晶体管的栅极耦接在一起。

11.根据权利要求1所述的电容传感器系统，还包括被配置为向所述电流传送器的所述输入侧提供控制信号的参考信号发生器。

12.根据权利要求11所述的电容传感器系统，还包括耦接到所述电流传送器的所述输出侧的偏移控制模块。

13.一种用于电容传感器系统的电流传送器，所述电流传送器包括：

14.根据权利要求13所述的电流传送器，其中，所述第一电容器和所述第二电容器被配置为用作低通滤波器。

15.根据权利要求14所述的电流传送器，其中，所述电流传送器包括耦接到所述输入电压的第一节点、输出所述输出电压的第二节点、以及输出所述输出电流的第三节点。

技术总结
一种电容传感器系统包括电容传感器和耦接到电容传感器的输出的电流传送器。电流传送器包括：输入侧，包括耦接到输入电压的第一晶体管和第二晶体管；输出侧，包括耦接到电容传感器的第三晶体管和第四晶体管；第一电容器，耦接在第三晶体管的栅极和源极之间；以及第二电容器，耦接在第四晶体管的栅极和源极之间。

技术研发人员：史蒂夫·诺尔,布伦特·奎斯特
受保护的技术使用者：阿尔卑斯阿尔派株式会社
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16