光檢測電路的製作方法

2023-09-15 10:03:30

本發明屬於信息安全和集成電路領域，特別是涉及一種光檢測電路。

背景技術：

隨著信息技術的高速發展，在為人們帶來各種便利的同時，信息安全問題越來越重要，而晶片(即集成電路)的安全是信息安全的核心和基礎。隨著集成電路產業的快速發展，晶片被廣泛應用於各行各業，在金融、安全領域使用的安全晶片對晶片安全性提出了更高的要求。雷射攻擊對晶片的信息安全帶來極大挑戰，做為抵禦雷射攻擊的光檢測電路，是安全晶片的關鍵部分。

傳統光檢測電路一般利用反向偏置PN結在不同光照時產生的反向電流大小不同來檢測光照情況。然而，反向偏置PN結的光生電流極其微弱，為了使光生電流達到電路可以檢測到的程度，必須要犧牲較大的晶片面積，才能在光照下達到一定電流值。同時微弱的反向電流比較時間較長，電路反應速度較慢。

技術實現要素：

本發明要解決的技術問題是提供一種光檢測電路，具有更高的反應速度，且所佔用的晶片面積更小。

為解決上述技術問題，本發明的光檢測電路，包括：

一基準電壓電路，用於產生一基準電壓；

一感光二極體，根據光照情況不同產生不同的光生電壓；該光生電壓對於PN結是正向偏置的，即P端電壓高於N端電壓；

一比較器，對輸入的基準電壓和光生電壓進行比較，判斷電路受到的光照情況。

本發明的光檢測電路，所述感光二極體是其中的關鍵部分，PN結在適當波長的光照射時，由於內建電場的作用，半導體內部產生電動勢即光生電壓，光照強度不同，產生的光生電壓也不同。這個光生電壓對於PN結是正向偏置的，即P端電壓高於N端電壓。一般較小面積的PN結，其光生電壓可達幾百毫伏，使用簡單的電壓比較器就可以區分有光照或無光照時PN結上正向光生電壓的不同，而且光生電壓產生速度很快。

本發明與傳統的光檢測電路相比，具有更高的反應速度，而光檢測反應速度快，利於節省晶片系統時間開銷。所佔用的晶片面積更小，可以在晶片不同位置放置多個光檢測電路，具有更好的抗光攻擊性能，安全性更高。本發明電路設計難度低可用於各種安全晶片或安全系統中。

附圖說明

下面結合附圖與具體實施方式對本發明作進一步詳細的說明：

圖1是基於正向偏置PN結的光檢測電路原理圖。

具體實施方式

結合圖1所示，本實施例的光檢測電路是基於正向偏置PN結的光檢測電路，由基準電壓電路、感光二極體、比較器組成。

基準電壓電路產生一個合適的基準電壓Vref，用於與光生電壓進行比較，該基準電壓Vref使用基準電流Iref流過電阻產生，通過電阻R1、R2分壓處理以匹配光生電壓。基準電壓也可以直接由外圍其它基準電壓產生電路(例如帶隙基準電路)直接提供合適的基準電壓。

感光二極體根據光照情況不同產生不同的正向偏置光生電壓Vlight，用於與合適的基準電壓比較，該感光二極體在較小的面積下即可以在普通日光照射時產生幾百毫伏的光生電壓。感光二極體由正向偏置的二極體組成，正向偏置二極體中的PN結處於正向偏置，也可以由PNP電晶體或NPN電晶體連接成正向偏置的PN結組成。

比較器對輸入的基準電壓和光生電壓進行比較，判斷電路受到的光照情況，該比較器用於比較幾百毫伏的電壓差異，使用簡單電路結構即可實現，設計難度低，面積較小。所述比較器，由遲滯電壓比較器組成，也可以由非遲滯電壓比較器組成。LD_OUT為比較器輸出的比較結果。

雖然本發明利用具體的實施例進行說明，但是對實施例的說明並不限制本發明的範圍。本領域內的熟練技術人員通過參考本發明的說明，在不背離本發明的精神和範圍的情況下，容易進行各種修改或者可以對實施例進行組合。