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随着生物识别技术的发展,指纹传感器的设计受到了越来越多的关注。与此同时,指纹识别系统在手提电脑、移动电话等个人设备上的应用对其低功耗、低成本等方面也提出了新的要求。
本篇论文所涉及的是一个由0.35μm标准CMOS工艺实现的低功耗、高灵敏度、内置8bit数模转换器的电容式指纹传感器芯片。该芯片具有片上功耗调节机制,手指探测电路的输出信号可以控制芯片进入低功耗等待模式或正常工作模式。该芯片对感应单元器件传统结构改进了改进——采用带屏蔽的双极板感应器件单元结构,有效减小了噪声对传感器的干扰。芯片的初级放大电路采用的是自偏置高输入阻抗的放大器结构,提高器件了对弱信号的感应能力,增强了图像质量。为增强芯片的适应能力,使其能够在不同工作环境及个体差异情况下输出高质量图像,本设计还采用了数字控制的增益可调放大电路。为满足后级指纹识别系统的需要,芯片内置了一个8bit超低功耗的数模转换器以满足图像动态范围的需要。由于手指与芯片表面直接接触的特殊应用形式,芯片需要通过HBM8000V的ESD测试,本设计中采用了先进的ESD防护电路结构。
本设计芯片已经流片,并进行了初步测试。