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一种基于BDJ的可数字化波长检测集成电路

成果类型:: 发明专利

发布时间: 2024-10-23 08:45:47

科技成果产业化落地方案
方案提交机构:成果发布人| 徐景新 | 2024-10-23 08:45:47

本发明将光波长检测技术与微电子集成技术相结合,设计了一种基于CMOS工艺的双PN结光电二极管传感单元的可数字化波长检测集成电路,可与光电传感单元BDJ单片集成,实现了光波长探测系统的微型化。该检测电路将两PN结的光电流模拟量经处理后转换成相应频率的方波信号,可直接输入单片机、计算机等处理器,无需通过ADC等数模转换单元再与处理器相连接,实现了波长探测的简单化、自动化和智能化。

基于BDJ的可数字化波长检测集成电路,由光电流提取电路一、光电流提取电路二、电流支路选择电路、电流输出放大电路、电流电压转换电路、电压比较电路一、电压比较电路二、SR锁存器;掩埋CMOS双PN结光电二极管包含2个不同深度位置的PN结,且两PN结共用一个N结,即由浅PN结二极管D1和深PN结二极管D2组成,D1与D2共阴极连接;其中,深PN结D2阳极接地,输出光电流I2,浅PN结D1阳极输出光电流I1,D1与D2阴极输出两个PN结的光电流之和I1+I2;光电流提取电路一的输入端1a与浅PN结D1阳极相连,输出端与电流支路选择电路的第一输入端相连。

一种基于 BDJ 的可数字化波长检测集成电路具有广泛的应用前景,例如:

光谱分析领域:可用于对各种物质的光谱进行精确检测和分析。它通过将光电流模拟量转换为方波信号,能直接输入单片机、计算机等处理器,无需额外的数模转换单元,简化了波长探测过程,提高了检测效率和精度。相比传统方式,其数字编程的特性使其具有更好的可重复性和响应速度。在材料研究、化学分析、环境监测等领域,可帮助分析物质的成分和结构。

光学通信系统:用于检测和监控光通信中的波长,确保信号的稳定传输和准确接收。有助于提高通信系统的性能和可靠性。

医疗设备:在医疗领域的某些设备中,如生化分析仪器、医疗影像设备等,可对特定的生物样本或组织进行光谱分析,辅助疾病诊断和治疗。

工业检测:例如在半导体制造、激光加工等过程中,对相关光波长进行精确检测,以确保产品质量和工艺的稳定性。

环境监测:可以监测环境中的光辐射情况,用于分析大气成分、水质等。

科研领域:为科学研究提供高精度的波长检测手段,有助于推动光学、物理学等相关领域的研究进展。

随着技术的不断发展和成本的降低,这种集成电路有望在更多领域得到应用和推广,实现波长探测的微型化、智能化和自动化。然而,实际的应用还需要考虑多种因素,如与其他系统的兼容性、成本效益、具体的性能要求等。同时,市场需求和行业发展也会对其应用前景产生影响。

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本发明的优点是:本发明提出的可与BDJ波长探测器兼容的片上信号处理电路,将光电流转换成一定脉宽和频率的方波输出,且该方波信号脉宽和频率与光电流大小成线性关系,误差小、检测范围宽;本发明实现了从模拟量到数字量的间接转换,输出方波信号可直接输入单片机、微机等控制处理系统,不需要经模数转换单元处理后再输入相应处理器,因此可避免模数转换中因转换精度限制存在的误差。

技术转让,许可,合作所需资金需双方协商,此项技术想尽快落地,希望具备此项技术研发的技术方,能够尽快承接此项目。