[实用新型]光传感器

说明书

本公开的实施例涉及光传感器。一种光传感器包括：集成电路芯片，包括包含有多个像素的像素阵列，像素中的每个像素包括至少一个单光子雪崩二极管；和升压DC/DC转换器，被配置为向每个像素的单光子雪崩二极管递送偏置电位，偏置电位被配置为将每个单光子雪崩二极管置于盖革模式；转换器包括：电感元件，将被配置为接收第一电源电位的节点耦接到中间节点；第一开关，将中间节点耦接到参考电位；第二开关，将中间节点耦接到被配置为递送所述偏置电位的输出节点；和控制电路，被配置为控制第一开关的切换；其中转换器的电感元件、第一和第二开关均布置在集成电路芯片的外部，以及控制电路形成所述集成电路芯片的一部分。

技术领域

本公开一般涉及电子电路，更具体地，涉及光传感器，例如飞行时间传感器。

背景技术

包括单光子雪崩二极管(SPAD)的光传感器是已知的。这样的传感器，例如飞行时间传感器，包括像素阵列，其中阵列中的每个像素包括至少一个SPAD，并且例如被称为SPAD像素或单光子雪崩二极管像素。该像素阵列在集成电路芯片的内部和顶部实现，该芯片由

半导体层实现。传感器的其他电路，例如像素驱动电路和/或像素读出电路，通常与像素阵列实现在同一集成电路芯片中。

如本领域技术人员所熟知的，为了检测单光子，SPAD必须首先被偏置大于其击穿电压的电位。确定该偏置电位，以使二极管PN结中的电场足够高，以便当SPAD接收到光子并引起产生电荷载流子时，

将该电荷载流子注入到SPAD的耗尽区以触发SPAD中的雪崩现象。二极管的这种工作模式在文献中称为盖革模式。

存在各种解决方案来生成此偏置电位并将其递送到传感器像素阵列的SPAD。然而，这些已知的解决方案都具有缺点。

需要一种包括集成电路芯片的光传感器，该芯片包括SPAD像素阵列，其中用于将SPAD偏置到它们的击穿电压之上的电位的产生解决了已知光传感器的至少一些缺点。

实用新型内容

根据本实用新型，可以克服已知光传感器、例如包括SPAD像素阵列的已知光传感器的全部或部分缺点，有助于实现以下优点：将SPAD偏置到它们的击穿电压之上的电位。

一个实施例提供了一种包括集成电路芯片和升压DC/DC转换器的光传感器，其中：集成电路芯片包括包含有多个像素的像素阵列，多个像素中的每个像素包括至少一个单光子雪崩二极管；升压DC/DC转换器，被配置为向所述每个像素的单光子雪崩二极管递送偏置电位，其中所述偏置电位被配置为将每个单光子雪崩二极管置于盖革模式；升压DC/DC转换器包括：电感元件，将被配置为接收第一电源电位的节点耦接到中间节点；第一开关，将中间节点耦接到参考电位；第二开关，将中间节点耦接到输出节点，输出节点被配置为递送所述偏置电位；和控制电路，被配置为控制第一开关的切换，转换器的电感元件、第一开关和第二开关均布置在集成电路芯片的外部，并且其中控制电路形成所述集成电路芯片的一部分。

根据一个实施例，第二开关是二极管。

根据一个实施例，升压DC/DC转换器还包括第一电容元件，其将输出节点耦接到参考电位，第一电容元件布置在集成电路芯片的外部。

根据一个实施例，输出节点连接到集成电路芯片的输入端子。

根据一个实施例，集成电路芯片的输入端子耦接、优选地连接到控制电路的输入。

根据一个实施例，集成电路芯片的输入端子被耦接到像素阵列，以使输入端子上的电位被供应到集成电路芯片的像素阵列的每个单光子雪崩二极管。

根据一个实施例，偏置电位具有的目标值大于15V，优选地大于或等于20V。

根据一个实施例，传感器包括飞行时间捕获光传感器。

根据一个实施例，升压DC/DC转换器的第一开关的控制端子连接到集成电路芯片的输出端子。