[发明专利]应用于血氧检测的高线性动态范围光电传感器

摘要

本发明涉及一种应用于血氧检测的高线性动态范围光电传感器，包括差分运算放大器A₁、差分运算放大器A_au、光电二极管阵列PD、电流镜和脉冲频率调制器PFM；所述电流镜包括NMOS管M1、NMOS管M2、NMOS管M3和NMOS管M4。本发明提出了将光电二极管零偏，并通过放大器监控机制调节放大器失调电压接近于0的技术，实现了在芯片上仅采用单个光电二极管就能满足高动态线性范围的需求，大大减小了光电传感器芯片的面积，节约了成本，同时性能也显著提高，适合于高精度的血氧检测仪系统之中。

主权项

1.一种应用于血氧检测的高线性动态范围光电传感器，其特征在于：包括差分运算放大器A₁、差分运算放大器A_au、光电二极管阵列PD、电流镜和脉冲频率调制器PFM；所述电流镜包括NMOS管M1、NMOS管M2、NMOS管M3和NMOS管M4，所述NMOS管M1的漏极与NMOS管M2的漏极接电源VDD，NMOS管M1的栅极与NMOS管M2的栅极连接，NMOS管M1的源极分别与NMOS管M1的栅极、NMOS管M4的漏极、差分运算放大器A_au的正向输入端连接，所述NMOS管M2的源极分别与NMOS管M3的漏极、差分运算放大器A_au的反向输入端连接，差分运算放大器A_au的输出端与NMOS管M3的栅极连接，NMOS管的源极与脉冲频率调制器PFM连接，NMOS管M4的栅极与差分运算放大器A₁的输出端连接，差分运算放大器A₁的正向输入端接地，差分运算放大器A₁的反向输入端与NMOS管M4的源极连接，NMOS管M4的源极经光电二极管阵列PD接地；所述差分运算放大器A₁的输出端经负载电容C_C接地；所述差分运算放大器A₁用来调节NMOS管M4的V_n端电压；所述差分运算放大器A₁和NMOS管M4，差分运算放大器A_au和NMOS管M3组成增益自举结构，提高NMOS管M4和NMOS管M3漏极的视入电阻，让电流镜更接近理想；将所述光电二极管零偏，并通过放大器监控机制调节放大器失调电压接近于0。