【摘要】：近年來,伴隨著集成電路技術(shù)和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的快速發(fā)展,指紋識別技術(shù)已成為生物識別技術(shù)里的最為成熟的技術(shù),同時也是使用最為廣泛的一種技術(shù)。目前主要有基于光學(xué)指紋識別、電容式指紋識別和超聲波指紋識別三種原理的指紋識別技術(shù)。其中的電容式指紋識別成本最低,體積較小,應(yīng)用最為廣泛。傳統(tǒng)的電容式指紋識別傳感器需要配合金屬環(huán)才能正常工作。發(fā)射電路發(fā)射的激勵信號通過金屬環(huán)傳導(dǎo)到手指上,手指作為導(dǎo)體(電容的一極)與檢測單元的極板陣列耦合,形成感應(yīng)電容陣列。由于手指脊和谷與芯片金屬極板的距離不同,感應(yīng)電容的大小也不同,芯片內(nèi)部的檢測電路通過檢測每一個電容陣列的電容值,便可以得出紋線和特征點的分布情況,也就得到了指紋圖像,這種方案稱為主動式指紋識別。但是,當(dāng)傳感器上不允許有金屬環(huán)的情況下(如Under Glass方案),手指上因為沒有激勵信號而造成驅(qū)動能力不足,導(dǎo)致指紋信號無法穿透玻璃或蓋板。在這種情況下,可以考慮讓驅(qū)動信號接到指紋傳感芯片的地上,驅(qū)動信號上的激勵就可以讓手指和地之間形成更加有效的感應(yīng)電容。由于驅(qū)動電路與指紋傳感器的地電位不同,所以就需要額外設(shè)計一個驅(qū)動芯片。本文為電容式指紋芯片設(shè)計了一個配套使用的驅(qū)動芯片,采用Silterra 0.18μm CMOS工藝設(shè)計,利用Cadence和Calibre系列EDA工具完成整體電路的設(shè)計和版圖設(shè)計。整體芯片的長和寬分別為1199.2μm和648.3μm,整體版圖的面積約為0.7774mm~2。從仿真結(jié)果來看,在3.3V的電源電壓下,本文設(shè)計的驅(qū)動芯片實現(xiàn)的帶負(fù)載的能力為1ns上升時間內(nèi)帶100pF電容,芯片工作功耗為4.97mW。LDO實現(xiàn)了從3.3V電源電壓到1.8V輸出電壓的轉(zhuǎn)換,為占空比調(diào)制電路進(jìn)行供電。LDO的最大的輸出電流為10mA,環(huán)路穩(wěn)定性滿足設(shè)計要求。電平轉(zhuǎn)換電路實現(xiàn)了3.3V到1.8V的轉(zhuǎn)換,其中的全差分兩級運放電路的低頻增益達(dá)到了91.4dB,單位增益帶寬(Unity gain bandwidth)為51MHz,相位裕度(Phase margin)為75度。占空比調(diào)制電路實現(xiàn)了對電平轉(zhuǎn)換電路輸出信號時鐘占空比的調(diào)制,完成調(diào)制以后,該電路輸出信號的時鐘占空比穩(wěn)定在50%。信號最終通過驅(qū)動增強電路實現(xiàn)了對該信號的驅(qū)動能力的增強并達(dá)到了設(shè)計目標(biāo)值。
【學(xué)位授予單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TP391.41;TN402
【圖文】：

第一章 緒論及穩(wěn)定性的指紋識別技術(shù)在眾多的生物識別技術(shù)中占、門禁以及其它應(yīng)用，這使得人們的生活更加便捷。表 1-1 幾種常見的生物識別技術(shù)對比[12]一性 易采集性 廣泛性 穩(wěn)定性 準(zhǔn)確性 可接受高 中 中 高 高 中低 中 高 中 低 高高 高 高 高 高 低高 高 高 中 高 低生物識別技術(shù)里，指紋識別是較早普及的而且同時是動識別系統(tǒng)使用的是光電識別技術(shù)來獲取指紋細(xì)節(jié)的判斷一致性。自動識別認(rèn)證的結(jié)構(gòu)圖如圖 1-1 所示。

圖 1-2 光學(xué)指紋采集器的基本結(jié)構(gòu)式指紋傳感器的結(jié)構(gòu)如圖 1-3 所示。芯片的表面被小于脊線寬度。手指表面的皮層被當(dāng)作電容的一個的間距是不相等的，所以電容值也不同，通過測算。該電容信號通常較弱，因此需要手指盡可能靠近非常�。ㄍǔ閹孜⒚祝蕴岣哽`敏度。但是薄抗靜電能力不夠強，電容式傳感器的濕手和干手成圖 1-3 電容式傳感器的指紋采集

的干濕程度的影響較為明顯。圖 1-2 光學(xué)指紋采集器的基本結(jié)構(gòu)式指紋傳感器的結(jié)構(gòu)如圖 1-3 所示。芯片的表面被于脊線寬度。手指表面的皮層被當(dāng)作電容的一個間距是不相等的，所以電容值也不同，通過測算該電容信號通常較弱，因此需要手指盡可能靠近非常�。ㄍǔ閹孜⒚祝蕴岣哽`敏度。但是薄抗靜電能力不夠強，電容式傳感器的濕手和干手成

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2827283