[实用新型]一种光传感器电路

说明书

本申请提供一种光传感器电路，光电流积分器的第一输入端用于输入参考电压模块输出的参考电压，在光电流积分器的输出端未产生电流时，其第二输入端电压等于第一输入端的参考电压；在光电流积分器的输出端产生电流I2时，由于光电流积分器中运放的带宽，其第二输入端电压会减小I2/gm，本实施例的电压补偿电路对光电流积分器的第一输入端电压进行补偿，使该第一输入端的参考电压增加I2/gm，由于光电流积分器的运放虚短特性，其第二输入端和第输入端进行同步变化，该第二输入端电压也增加I2/gm从而回到参考电压，即光电流积分器的第二输入端电压保持参考电压不变，保证了感光器件处的电荷守恒，避免电荷误差的产生，减少了测量误差。

技术领域

本申请涉及传感器技术领域，具体而言，涉及一种光传感器电路。

背景技术

光传感器芯片一般使用积分器对光电流进行积分。首先，感光器件(如光电二极管)产生光电流，通过积分器在一定电压范围内对光电流积分，在一定周期时间内一定电压范围内，最终对积分时间和放电时间完成量化。

积分器包括一个运放，由于积分器中运放的带宽有限，为了产生运放输出电流I，会导致运放输入负端产生I/gm的电压差，其中gm为运放输入对管跨导，这个电压差与输出电压变化斜率正相关，与运放带宽负相关。电压差作用于感光器件的电容C0，产生了电荷误差C0×I/gm，导致测量结果的误差。

运放的增益会随着频率的增加而衰减，一般认为增益衰减到0db时的频率，就是单位增益带宽(即运放带宽)。运放带宽会在一定的范围内，无法无限制增大运放带宽。由于运放的带宽＝gm/Cc，Cc指密勒补偿电容，所以运放带宽会与功耗正相关，与补偿电容负相关，由于不可能无限制增大功耗，减小补偿电容也会恶化稳定性，所以运放带宽是有限的，增加运放带宽会带来上述影响，但是有限带宽又会产生测量误差。

实用新型内容

本申请实施例的目的在于提供一种光传感器电路，用以解决现有技术的光传感器芯片由于积分器中的运放带宽有限，导致测量结果的误差的问题。

本申请实施例提供的一种光传感器电路，包括感光器件、光电流积分器、电压补偿电路和比较器；

光电流积分器的第二输入端连接感光器件的负端，感光器件的正端接地，光电流积分器的输出端连接比较器的第一输入端，比较器的第二输入端用于输入积分上限或积分下限，比较器的输出端连接受控开关的控制端，参考电流源的输出端通过受控开关后连接到感光器件的负端；

光电流积分器的第一输入端通过电压补偿电路后连接到参考电压模块的输出端，电压补偿电路用于补偿由于光电流积分器中运放的带宽有限导致的输入电压变化。

上述技术方案中，光电流积分器的第一输入端用于输入参考电压模块输出的参考电压，在光电流积分器的输出端未产生电流时，光电流积分器的第二输入端电压等于第一输入端的参考电压；在光电流积分器的输出端产生电流I2时，由于光电流积分器中运放的带宽，光电流积分器的第二输入端电压会减小I2/gm，本实施例的电压补偿电路对光电流积分器的第一输入端电压进行补偿，使光电流积分器的第一输入端的参考电压增加I2/gm，由于光电流积分器的运放虚短特性，其第二输入端和第输入端进行同步变化，光电流积分器的第二输入端电压也增加I2/gm从而回到参考电压，即光电流积分器的第二输入端电压保持参考电压不变，保证了感光器件处的电荷守恒，避免电荷误差的产生，减少了测量误差。

在一些可选的实施方式中，电压补偿电路包括等效电阻和补偿电流源；

参考电压模块的输出端通过等效电阻后连接到光电流积分器的第一输入端，补偿电流源的输出端连接到光电流积分器的第一输入端。