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DE10308918B4 - Circuit arrangement for detecting ambient light and ambient light sensor - Google Patents

Circuit arrangement for detecting ambient light and ambient light sensor Download PDF

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DE10308918B4
DE10308918B4 DE2003108918 DE10308918A DE10308918B4 DE 10308918 B4 DE10308918 B4 DE 10308918B4 DE 2003108918 DE2003108918 DE 2003108918 DE 10308918 A DE10308918 A DE 10308918A DE 10308918 B4 DE10308918 B4 DE 10308918B4
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Abstract

Integrierte Schaltungsanordnung zur Erfassung von Umgebungslicht mit einem Fototransistor (T1), wobei – ein weiterer Transistor (T2) vorgesehen ist, der mit dem Fototransistor (T1) in Darlington-Schaltung miteinander verbunden ist, wobei eine interne Stromrückkopplung von dem weiteren Transistor (T2) zu dem Fototransistor (T1) vorgesehen ist, – der Transistor (T2) einen Basisanschluss (B2), einen ersten Hauptanschluss (E2) und einen zweiten Hauptanschluss (C2) sowie einen weiteren Anschluss (C3) aufweist, – zur Stromrückkopplung eine elektrische Verbindung zwischen einem Basisanschluss (B1) des Fototransistors (T1) und dem weiteren Anschluss (C3) des Transistors (T2) vorgesehen ist und – der zweite Hauptanschluss (C2) und der weitere Anschluss (C3) des weiteren Transistors (T2) einen Stromteiler bilden, wobei ein Teil des an einem Ausgang (E') fließenden Signalstroms gegenphasig auf die Basis (B1) des Fototransistors (T1) zugeführt wird.Integrated circuit for detecting ambient light with a phototransistor (T1), wherein - a further transistor (T2) is provided, which is connected to the phototransistor (T1) in Darlington circuit, wherein an internal current feedback from the further transistor (T2) is provided to the phototransistor (T1), - the transistor (T2) has a base terminal (B2), a first main terminal (E2) and a second main terminal (C2) and a further terminal (C3), - for electrical feedback between an electrical connection a base terminal (B1) of the phototransistor (T1) and the further terminal (C3) of the transistor (T2) is provided and - the second main terminal (C2) and the further terminal (C3) of the further transistor (T2) form a current divider, a portion of the signal current flowing at an output (E ') is supplied in anti-phase to the base (B1) of the phototransistor (T1).

Description

Die Anmeldung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Erfassung von Umgebungslicht gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 sowie einen Umgebungslicht-Sensor.The application relates to a circuit arrangement for detecting ambient light according to the preamble of claim 1 and an ambient light sensor.

Umgebungslicht-Sensoren werden zum automatischen Anpassen der Helligkeit von Displays jeglicher Art an das Umgebungslicht verwendet. So wird zum Beispiel die Helligkeit eines Armaturenbretts in einem Kraftfahrzeug an den Beleuchtungszustand angepasst, um bei starker Umgebungslicht noch ablesbar zu sein und bei Dunkelheit nicht zu blenden. Fährt das Kraftfahrzeug durch einen Tunnel, so wird die Helligkeit des Armaturenbretts reduziert. Wird das Kraftfahrzeug hingegen bei starkem Sonnenschein bewegt, so wird die Beleuchtung des Armaturenbretts erhöht. Ähnliches gilt auch für die Displays von Mobilfunkgeräten, Personal Mobil Assistants, usw. Neben der Regelung der Helligkeit dieser Displays zur besseren Ablesbarkeit tragen die Umgebungslicht-Sensoren auch zum Stromsparen bei.Ambient light sensors are used to automatically adjust the brightness of displays of any kind to the ambient light. Thus, for example, the brightness of a dashboard in a motor vehicle is adapted to the lighting state in order to be readable in strong ambient light and not to dazzle in the dark. If the motor vehicle drives through a tunnel, the brightness of the dashboard is reduced. If the motor vehicle, however, moved in strong sunshine, the lighting of the dashboard is increased. The same applies to the displays of mobile devices, personal mobile assistants, etc. In addition to the regulation of the brightness of these displays for better readability, the ambient light sensors also contribute to saving energy.

Umgebungslicht-Sensoren müssen im wesentlichen nachfolgende Anforderungen erfüllen:

  • 1. Die spektrale Empfindlichkeit sollte der Augenempfindlichkeit angepasst werden. Dies ist auch unter dem Begriff „Vλ-Charakteristik” bekannt.
  • 2. Das von dem Umgebungslicht-Sensor gelieferte Ausgangssignal muss groß genug sein, um ohne weiteren Verstärker von einem digitalen Signalprozessor (DSP) verarbeitet werden zu können.
  • 3. Aufgrund der Verwendung von Umgebungslicht-Sensoren in mobilen, batteriebetriebenen Kleingeräten, wie z. B. den oben genannten Mobilfunkgeräten und Personal Mobil Assistants, sollte der Umgebungslicht-Sensor möglichst klein sein.
  • 4. Schließlich soll das Bauelement möglichst kostengünstig sein.
Ambient light sensors must meet essentially the following requirements:
  • 1. The spectral sensitivity should be adjusted to the eye sensitivity. This is also known by the term "Vλ characteristic".
  • 2. The output signal provided by the ambient light sensor must be large enough to be processed by a digital signal processor (DSP) without further amplification.
  • 3. Due to the use of ambient light sensors in mobile, battery-powered small devices, such. As the above-mentioned mobile devices and personal mobile assistants, the ambient light sensor should be as small as possible.
  • 4. Finally, the device should be as inexpensive as possible.

Diese Anforderungen werden von bekannten Fototransistoren erfüllt. Ein Nachteil dieser Fototransistoren besteht darin, dass das abgegebene Signal eine starke Temperaturabhängigkeit aufweist. Diese beruht im wesentlichen auf dem Temperaturgang der Stromverstärkung. Für Einzeltransistoren ist ein Wert von 0,4%/°C typisch. Darüber hinaus weisen diese Fototransistoren spektrale Abhängigkeiten des Temperaturgangs auf. Bei stark schwankender Umgebungstemperatur, z. B. beim Einsatz in einem Kraftfahrzeug, kann dies zu Fehlinterpretationen durch die das Sensor-Signal auswertende Elektronik führen.These requirements are met by known phototransistors. A disadvantage of these phototransistors is that the output signal has a strong temperature dependence. This is based essentially on the temperature coefficient of the current gain. For single transistors, a value of 0.4% / ° C is typical. In addition, these phototransistors have spectral dependencies of the temperature response. In strongly fluctuating ambient temperature, z. As when used in a motor vehicle, this can lead to misinterpretation by the sensor signal evaluating electronics.

Eine Temperaturkompensation könnte beispielsweise mit Hilfe von Operationsverstärkern erfolgen. Ein solcher Umgebungslicht-Sensor würde allerdings die oben genannten Anforderungen hinsichtlich der Größe und der Kosten nicht mehr erfüllen.A temperature compensation could for example be done with the aid of operational amplifiers. However, such an ambient light sensor would no longer meet the above size and cost requirements.

Aus dem nächstliegenden Stand der Technik ( US 3 753 433 ) ist eine Schaltungsanordnung bekannt, bei der ein Darlington-Transistor zusammen mit einer Photodiode eine optisch gekoppelte Datenübertragungsstrecke bildet. Der Darlington-Transistor ist extern über einen Widerstand rückgekoppelt, wodurch eine Gleichspannungsstabilität erzielt ist. In U. Tietze und Ch. Schenk, „Halbleiter-Schaltungstechnik”, 11. Auflage, Springer-Verlag Berlin (1999), S. 114 f. und S. 1305 f. ist ebenfalls eine Darlington-Schaltung und eine Stromgegenkopplung bekannt.From the closest prior art ( US 3,753,433 ), a circuit arrangement is known in which a Darlington transistor together with a photodiode forms an optically coupled data transmission path. The Darlington transistor is externally fed back through a resistor, providing DC stability. In U. Tietze and Ch. Schenk, "semiconductor circuit technology", 11th edition, Springer-Verlag Berlin (1999), p. 114 f. and p. 1305 f. is also known a Darlington circuit and a current negative feedback.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Schaltungsanordnung zur Erfassung von Umgebungslicht sowie einen Umgebungslicht-Sensor anzugeben, die einen minimierten Temperaturgang aufweisen, wobei eine kostengünstige Fertigung möglich sein soll.It is an object of the present invention to provide a circuit arrangement for detecting ambient light and an ambient light sensor, which have a minimized temperature response, whereby a cost-effective production should be possible.

Diese Aufgabe wird durch eine Schaltungsanordnung mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.This object is achieved by a circuit arrangement having the features of the independent patent claims. Advantageous embodiments and modifications of the invention are the subject of the dependent claims.

Eine Schaltungsanordnung zur Erfassung von Umgebungslicht gemäß der Erfindung weist einen Fototransistor und einen weiteren Transistor auf, die in Darlington-Schaltung miteinander verbunden sind. Dabei ist eine Stromrückkopplung von dem weiteren Transistor zu dem Fototransistor vorgesehen.An ambient light sensing circuit in accordance with the invention includes a phototransistor and another transistor connected together in a Darlington circuit. In this case, a current feedback from the further transistor to the phototransistor is provided.

Die Reduzierung der Temperaturempfindlichkeit beruht darauf, dass ein Teil des das Ausgangssignals bildenden Signalstroms gegenphasig auf den Fototransistor zurückgekoppelt wird. Es handelt sich somit um einen Verstärker mit interner Rückkopplung. Die Schaltungsanordnung lässt sich als diskretes Bauelement realisieren und führt zu einer hervorragenden Linearität des Signals von ca. 6 Größenordnungen und zu einer Bandbreite, die um den Faktor 10 besser ist als bei Standardtransistoren. Die Kompensation des Temperaturgangs unterdrückt temperaturbedingte Fehler weitgehend. In Versuchen wurde Temperaturgänge erreicht, die um mehr als den Faktor 4 niedriger gegenüber Umgebungslicht-Sensoren aus dem Stand der Technik waren. Die hohe Verstärkungslinearität führt zu einer sehr guten Linearität des Ausgangssignals, auch bei Lichtpegeln des Umgebungslichts, wie sie sonst nur durch Photodioden oder Photo-ICs erzielt werden können. Photodioden weisen jedoch den Nachteil auf, dass der Signalpegel des Ausgangssignals gering ist und dass eine große Fläche benötigt wird. Photo-ICs weisen gegenüber der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung deutlich höhere Kosten auf.The reduction of the temperature sensitivity is based on the fact that a part of the signal current forming the output signal is fed back in opposite phase to the phototransistor. It is therefore an amplifier with internal feedback. The circuit arrangement can be implemented as a discrete component and leads to an excellent linearity of the signal of about 6 orders of magnitude and to a bandwidth which is better by a factor of 10 than with standard transistors. The compensation of the temperature response largely suppresses temperature-related errors. In experiments, temperature transitions were achieved which were more than a factor of 4 lower than ambient light sensors of the prior art. The high gain linearity leads to a very good linearity of the output signal, even at ambient light levels, which otherwise can only be achieved by photodiodes or photo ICs. However, photodiodes have the disadvantage that the signal level of the output signal is low and that a large area is needed. Photo ICs have compared to the circuit arrangement according to the invention significantly higher costs.

In der Schaltungsanordnung gemäß der Erfindung weist der Transistor einen Basisanschluss, einen ersten und zweiten Hauptanschluss sowie einen weiteren Anschluss auf. zur Stromrückkopplung ist eine elektrische Verbindung zwischen einem Basisanschluss des Phototransistors und dem weiteren Anschluss des Transistors vorgesehen. Der zweite Hauptanschluss und der weitere Anschluss des Transistors bilden einen Stromteiler, wobei ein Teil des an einem Ausgang fließenden Signalstroms gegenphasig auf die Basis des Phototransistors zugeführt wird.In the circuit arrangement according to the invention, the transistor has a base terminal, a first and second main terminal and another connection on. For current feedback, an electrical connection between a base terminal of the phototransistor and the further terminal of the transistor is provided. The second main terminal and the further terminal of the transistor form a current divider, wherein a portion of the current flowing at an output signal current is supplied in opposite phase to the base of the phototransistor.

Ein Umgebungslicht-Sensor gemäß der Erfindung weist eine Schicht vom ersten Leitfähigkeitstyp mit einer ersten Hauptseite auf, wobei in der Schicht integriert sind:

  • – ein Phototransistor mit einer an die erste Hauptseite grenzenden ersten Wanne vom zweiten Leitfähigkeitstyp und einem in der ersten Wanne gelegenen, an die erste Hauptseite angrenzenden ersten Bereich vom ersten Leitfähigkeitstyp und
  • – ein weiterer Transistor mit einer an die erste Hauptseite grenzenden zweiten Wanne vom zweiten Leitfähigkeitstyp und einem in der zweiten Wanne gelegenen, an die erste Hauptseite angrenzenden zweiten Bereich vom ersten Leitfähigkeitstyp, wobei zwischen dem ersten Bereich und der zweiten Wanne eine elektrische Verbindung besteht und wobei in der zweiten Wanne ein dritter Bereich zur Stromrückkopplung vorgesehen ist.
An ambient light sensor according to the invention comprises a layer of the first conductivity type with a first main side, wherein in the layer are integrated:
  • A phototransistor having a first well of the second conductivity type adjoining the first main side and a first region of the first conductivity type located in the first well and adjoining the first main side
  • A further transistor having a second conductivity type second well adjacent the first main side and a first conductivity type second region adjacent the first main side, wherein there is an electrical connection between the first region and the second well; a third region for current feedback is provided in the second well.

Erfindungsgemäß ist in einem Photo-Darlingtontransistor ein dritter Bereich vorgesehen, der mit dem Kollektor des Darlington-Transistors einen Stromteiler bildet. Der dritte Bereich wird in die zweite Wanne des weiteren Transistors eindiffundiert. Somit sind zur Fertigung keinerlei zusätzliche Prozessschritte erforderlich. Der erfindungsgemäße Umgebunaslicht-Sensor lässt sich lediglich durch geringe Änderungen am Layout bei der Maskenherstellung realisieren. Durch den Abstand zwischen den zweiten und dritten Bereich in der zweiten Wanne des weiteren Transistors lässt sich die Rückkopplung einstehen. Besonders bevorzugt ist es, wenn der zweite und der dritte Bereich einen geringen Abstand, gemessen am Verhältnis zu der Breite des zweiten Wanne, aufweisen.According to the invention, a third region is provided in a photo Darlington transistor, which forms a current divider with the collector of the Darlington transistor. The third region is diffused into the second well of the further transistor. Thus, no additional process steps are required for the production. The ambient light sensor according to the invention can be realized only by small changes in the layout during the mask production. The distance between the second and third region in the second well of the further transistor allows the feedback to occur. It is particularly preferred if the second and the third region have a small distance, measured in relation to the width of the second trough.

Vorteilhafterweise wird somit in unmittelbarer Umgebung des Emitters des weiteren Transistors ein der Leitfähigkeit des Emitters entsprechendes zweites Gebiet diffundiert. Dieses als dritter Bereich bezeichnete Gebiet bildet dann mit dem Darlington-Kollektor den gewünschten Stromteiler, der den Temperaturgang des Umgebungslicht-Sensors minimiert.Advantageously, a second region corresponding to the conductivity of the emitter is thus diffused in the immediate vicinity of the emitter of the further transistor. This area, referred to as the third area, then forms the desired current divider with the Darlington collector, which minimizes the temperature variation of the ambient light sensor.

Während die Verstärkung des nach dem Darlington-Prinzip verschaltenen Phototransistors und des weiteren Transistors in üblicher Weise durch Eindiffusion des Emitters und der damit verbundenen Verringerung der Basisweite eingestellt wird, kann die Rückkopplung erfindungsgemäß allein durch den geometrischen Abstand zwischen dem zweiten und dritten Bereich des weiteren Transistors definiert werden. Hiermit ist eine weitgehende Optimierung der Bauelementeigenschaften des Umgebungslicht-Sensors möglich.While the gain of the interconnected according to the Darlington principle phototransistor and the further transistor is adjusted in a conventional manner by diffusion of the emitter and the associated reduction in the base width, the feedback according to the invention alone by the geometric distance between the second and third region of the other transistor To be defined. This makes it possible to largely optimize the component properties of the ambient light sensor.

Da weder zusätzliche Prozess-Schritte benötigt werden und vier geringfügig höhere Platzbedarf (gegenüber einem normalen Darlington-Transistor) durch die Rückkopplung leicht durch eine etwas höhere Verstärkung kompensiert werden kann, lässt sich der Umgebungslicht-Sensor zu den Kosten eines Standard-Phototransistors herstellen.Since neither additional process steps are required and four slightly larger footprints (compared to a standard Darlington transistor) can easily be compensated by the feedback by a slightly higher gain, the ambient light sensor can be manufactured at the cost of a standard phototransistor.

Eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung und des Umgebungslicht-Sensors sowie weitere Vorteile ergeben sich aus dem im folgenden unter Bezugnahme auf die 1 bis 3 erläuterten Ausführungsbeispiel.An embodiment of the circuit arrangement according to the invention and of the ambient light sensor as well as further advantages will become apparent from the following with reference to FIGS 1 to 3 illustrated embodiment.

Es zeigen:Show it:

1 eine Schaltungsanordnung zur Erfassung von Umgebungslicht, 1 a circuit for detecting ambient light,

2 eine schematische Querschnittsansicht eines physikalischen Aufbaus des in 1 gezeigten Umgebungslicht-Sensors mit npn-Transistoren, und 2 a schematic cross-sectional view of a physical structure of the in 1 shown ambient light sensor with npn transistors, and

3 eine schematische Querschnittsansicht eines alternativen physikalischen Aufbaus des in 1 gezeigten Umgebungslicht-Sensors mit npn-Transistoren. 3 a schematic cross-sectional view of an alternative physical structure of the in 1 shown ambient light sensor with npn transistors.

1 zeigt ein Prinzipschaltbild der Schaltungsanordnung zur Erfassung von Umgebungslicht. Die Schaltungsanordnung umfasst zwei Transistoren T1, T2. Lediglich beispielhaft sind die Transistoren als npn-Transistoren ausgeführt. Die Transistoren sind jeweils Bipolar-Transistoren mit einem Basisanschluss B1, B2, einem Kollektoranschluss C1, C2 und einem Emitteranschluss E1, E2. Die Transistoren T1, T2 sind in Darlington-Schaltung miteinander verschalten. Dementsprechend sind die Kollektoranschlüsse C1, C2 miteinander verbunden und stellen den Kollektoranschluss C' des Darlington-Transistors dar. Der Emitteranschluss E1 des Transistors T1 ist mit dem Basisanschluss B2 des Transistors T2 verbunden. Der Emitteranschluss E2 des Transistors T2 bildet den Emitter-Anschluss E des Darlington-Transistors. Der Basisanschluss B1 bildet den Basisanschluss B' des Darlington-Transistors. 1 shows a schematic diagram of the circuit for detecting ambient light. The circuit arrangement comprises two transistors T1, T2. For example only, the transistors are implemented as npn transistors. The transistors are each bipolar transistors having a base terminal B1, B2, a collector terminal C1, C2 and an emitter terminal E1, E2. The transistors T1, T2 are interconnected in Darlington circuit. Accordingly, the collector terminals C1, C2 are connected to each other and constitute the collector terminal C 'of the Darlington transistor. The emitter terminal E1 of the transistor T1 is connected to the base terminal B2 of the transistor T2. The emitter terminal E2 of the transistor T2 forms the emitter terminal E of the Darlington transistor. The base terminal B1 forms the base terminal B 'of the Darlington transistor.

Zwischen dem Basisanschluss B1 und dem Kollektoranschluss C1 des Transistors T1 ist eine Diode D verschalten. Der Transistor T1 bildet zusammen mit der Diode D einen Phototransistor.Between the base terminal B1 and the collector terminal C1 of the transistor T1, a diode D is connected. The transistor T1 together with the diode D forms a phototransistor.

Transistor T2 weist einen weiteren Anschluss C3, der einen Kollektor darstellt, auf. Der Kollektoranschluss C3 ist mit dem Basisanschluss B1 des Transistors T1 verbunden. Die Kollektoranschlüsse C2, C3 des Transistors T2 bilden einen Stromteiler, wobei durch die Verbindung zwischen dem Kollektoranschluss C3 und dem Basisanschluss B1 ein Teil des Signalstroms gegenphasig auf den Basisanschluss B1 des Transistors T1 zurückgekoppelt wird. Die Schaltungsanordnung stellt im Ergebnis einen Verstärker mit interner Rückkopplung der.Transistor T2 has another terminal C3, which is a collector. The collector terminal C3 is connected to the base terminal B1 of the transistor T1. The collector terminals C2, C3 of the transistor T2 form a current divider, wherein a part of the signal current is fed back in phase opposition to the base terminal B1 of the transistor T1 through the connection between the collector terminal C3 and the base terminal B1. The circuit arrangement results in an amplifier with internal feedback of the.

2 zeigt in einer Schnittansicht den physikalischen Aufbau des erfindungsgemäßen Umgebungslicht-Sensors. In einer Epitaxieschicht 20, die n-leitend und auf einer p-leitenden Substratschicht 10 angeordnet ist, ist eine erste Wanne, an eine erste Hauptseite I angrenzend, angeordnet. Die Wanne ist p-leitend und bildet die Basis des Transistors T1. In der ersten Wanne B1 ist ein n-leitender Bereich B1 angeordnet, der den Emitter des Transistors T1 darstellt. Der Kollektor C1 wird durch einen in der Epitaxieschicht 20 angeordneten Bereich gebildet, der stark n-leitend ist. 2 shows a sectional view of the physical structure of the ambient light sensor according to the invention. In an epitaxial layer 20 , the n-type and on a p-type substrate layer 10 is arranged, a first well, to a first main page I adjacent, arranged. The well is p-type and forms the base of the transistor T1. In the first well B1, an n-type region B1 is arranged, which represents the emitter of the transistor T1. Collector C1 is penetrated by one in the epitaxial layer 20 arranged region which is highly n-type.

In entsprechender Weise ist der Transistor T2 aufgebaut. In einer p-leitenden Wanne B2 (Basis) ist ein n-leitender Bereich E2 (Emitter) angeordnet. Der Kollektor C2 des Transistors T2 ist ebenfalls in der Epitaxieschicht 20 angeordnet und stark n-leitend.In a corresponding manner, the transistor T2 is constructed. In a p-type well B2 (base), an n-type region E2 (emitter) is arranged. The collector C2 of the transistor T2 is also in the epitaxial layer 20 arranged and strongly n-type.

Die Stromrückkopplung entsteht durch die Einführung eines zweiten lateralen Kollektors C3 im Transistor T2. Dieser ist durch einen n-leitenden Bereich in der p-leitenden Wanne B2 gebildet. Der Kollektor C3 ist elektrisch mit der ersten Wanne B1 des Transistors T1 verbunden.The current feedback is produced by the introduction of a second lateral collector C3 in the transistor T2. This is formed by an n-type region in the p-type well B2. The collector C3 is electrically connected to the first well B1 of the transistor T1.

Die Diode D ist durch den pn-Übergang zwischen erster Wanne B1 und Epitaxieschicht 20 gebildet. Da es sich in der 2 um eine schematische Darstellung handelt, ist die tatsächlich größere Ausdehnung der ersten Wanne B1 gegenüber der zweiten B2 nicht korrekt dargestellt.Diode D is through the pn junction between first well B1 and epitaxial layer 20 educated. Since it is in the 2 is a schematic representation, the actually greater extent of the first tub B1 compared to the second B2 is not shown correctly.

Der Grad der Rückkopplung ist durch die Wahl des Abstandes zwischen dem Emitter E2 und dem Kollektor C3 frei einstellbar. Dieser ist unabhängig von der eigentlichen Stromverstärkung des Darlington-Transistors. Bevorzugt ist der Kollektor C3 in unmittelbarer Umgebung des Emitters E2 angeordnet, so dass eine starke Rückkopplung besteht. Je weiter der Kollektor C3 vom Emitter E2 beabstandet wird, desto mehr verringert sich die Rückkopplung.The degree of feedback is freely adjustable by the choice of the distance between the emitter E2 and the collector C3. This is independent of the actual current gain of the Darlington transistor. Preferably, the collector C3 is arranged in the immediate vicinity of the emitter E2, so that there is a strong feedback. The farther the collector C3 is spaced from the emitter E2, the more the feedback decreases.

Die Basis B2 des zweiten Transistors T2 ist elektrisch mit dem Emitter E1 des Phototransistors T1 verbunden. Die Basis B1 des Phototransistors T1 kann über den Basisanschluss B' von außen her kontaktiert werden. In entsprechender Weise kann der Emitter E2 des zweiten Transistors T2 über den Emitteranschluss E' von außen kontaktiert werden. Dies gilt auch für die Kollektoren C1, T2, die außerhalb des Substrates eine elektrische Verbindung aufweisen und mit dem Kollektoranschluss C' verbunden sind.The base B2 of the second transistor T2 is electrically connected to the emitter E1 of the phototransistor T1. The base B1 of the phototransistor T1 can be contacted via the base terminal B 'from the outside. In a corresponding manner, the emitter E2 of the second transistor T2 can be contacted via the emitter terminal E 'from the outside. This also applies to the collectors C1, T2, which have an electrical connection outside the substrate and are connected to the collector terminal C '.

Es ist in einer Abwandlung auch möglich und in der Praxis auch üblich, den Umgebungslicht-Sensor über eine zweite Hauptseite II, die der ersten Hauptseite gegenüber liegt und die Rückseite des Halbleiterchips bildet, anzuschließen. Dies bedeutet, dass das Substrat 10 den gemeinsamen Kollektor bildet und mit dem Kollektoranschluss C' verbunden ist. Ein entsprechender physikalischer Aufbau ist in 3 dargestellt. In diesem Fall sind die in der Epitaxieschicht 20 ausgebildeten Bereiche C1 und C2 nicht notwendig.In a modification, it is also possible and also customary in practice to connect the ambient light sensor via a second main side II, which lies opposite the first main side and forms the rear side of the semiconductor chip. This means that the substrate 10 forms the common collector and is connected to the collector terminal C '. A corresponding physical structure is in 3 shown. In this case, those in the epitaxial layer 20 trained areas C1 and C2 not necessary.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

T1T1
Fototransistorphototransistor
T2T2
Transistortransistor
B1B1
Basis/BasisanschlussBase / Base Connection
C1C1
Kollektor/KollektoranschlussCollector / collector terminal
E1E1
Emitter/EmitteranschlussEmitter / emitter terminal
B2B2
Basis/BasisanschlussBase / Base Connection
C2C2
Kollektor/KollektoranschlussCollector / collector terminal
E2E2
Emitter/EmitteranschlussEmitter / emitter terminal
C3C3
Kollektor/KollektoranschlussCollector / collector terminal
B'B '
Basisanschlussbasic Rate Interface
C'C '
Kollektoranschlusscollector connection
E'e '
Emitteranschlussemitter terminal
DD
Diodediode
II
erste Hauptseitefirst main page
IIII
zweite Hauptseitesecond main page
1010
Substratsubstratum
2020
Epitaxieschichtepitaxial layer

Claims (9)

Integrierte Schaltungsanordnung zur Erfassung von Umgebungslicht mit einem Fototransistor (T1), wobei – ein weiterer Transistor (T2) vorgesehen ist, der mit dem Fototransistor (T1) in Darlington-Schaltung miteinander verbunden ist, wobei eine interne Stromrückkopplung von dem weiteren Transistor (T2) zu dem Fototransistor (T1) vorgesehen ist, – der Transistor (T2) einen Basisanschluss (B2), einen ersten Hauptanschluss (E2) und einen zweiten Hauptanschluss (C2) sowie einen weiteren Anschluss (C3) aufweist, – zur Stromrückkopplung eine elektrische Verbindung zwischen einem Basisanschluss (B1) des Fototransistors (T1) und dem weiteren Anschluss (C3) des Transistors (T2) vorgesehen ist und – der zweite Hauptanschluss (C2) und der weitere Anschluss (C3) des weiteren Transistors (T2) einen Stromteiler bilden, wobei ein Teil des an einem Ausgang (E') fließenden Signalstroms gegenphasig auf die Basis (B1) des Fototransistors (T1) zugeführt wird.Integrated circuit for detecting ambient light with a phototransistor (T1), wherein - a further transistor (T2) is provided, which is connected to the phototransistor (T1) in Darlington circuit, wherein an internal current feedback from the further transistor (T2) is provided to the phototransistor (T1), - the transistor (T2) has a base terminal (B2), a first main terminal (E2) and a second main terminal (C2) and a further terminal (C3), - for electrical feedback between an electrical connection a base terminal (B1) of the phototransistor (T1) and the further terminal (C3) of the transistor (T2) is provided and - the second main terminal (C2) and the further terminal (C3) of the further transistor (T2) form a current divider, a portion of the signal current flowing at an output (E ') in antiphase is supplied to the base (B1) of the phototransistor (T1). Schaltungsanordnung nach dem vorherigen Anspruch, wobei einer der Hauptanschlüsse des Fototransistors (T1) mit dem Basisanschluss (B2) des zweiten Transistors (T2) verbunden ist.Circuit arrangement according to the preceding claim, wherein one of the main terminals of the phototransistor (T1) is connected to the base terminal (B2) of the second transistor (T2). Umgebungslicht-Sensor mit einer eine erste Hauptseite (I) aufweisenden Schicht (20) vom ersten Leitfähigkeitstyp, in der integriert sind: – ein Fototransistor (T1) mit einer an die erste Hauptseite (I) grenzenden ersten Wanne (B1) vom zweiten Leitfähigkeitstyp und einem in der ersten Wanne (B1) gelegenen, an die erste Hauptseite (I) angrenzenden ersten Bereich (E1) vom ersten Leitfähigkeitstyp und – ein weiterer Transistor (T2) mit einer an die erste Hauptseite (I) grenzenden zweiten Wanne (B2) vom zweiten Leitfähigkeitstyp und einem in der zweiten Wanne (B2) gelegenen, an die erste Hauptseite (I) angrenzenden zweiten Bereich (E2) vom ersten Leitfähigkeitstyp, wobei zwischen dem ersten Bereich (E1) und der zweiten Wanne (B2) eine elektrische Verbindung besteht, und in der zweiten Wanne (B2) ein dritter Bereich (C3) zur Stromrückkopplung vorgesehen ist.Ambient light sensor having a first main side (I) layer ( 20 ) of the first conductivity type, in which are integrated: a phototransistor (T1) with a first well (B1) of the second conductivity type adjacent to the first main side (I) and to the first main side (B1) in the first well (B1) I) adjacent first region (E1) of the first conductivity type, and - another transistor (T2) with a second side of the first main side (I) second well (B2) of the second conductivity type and one located in the second trough (B2), to the first main side (I) of the first conductivity type adjacent second region (E2), wherein there is an electrical connection between the first region (E1) and the second well (B2) and in the second well (B2) a third region (C3) Current feedback is provided. Umgebungslicht-Sensor nach Anspruch 3, wobei der dritte Bereich (C3) an die Hauptseite der Schicht (20) angrenzt.Ambient light sensor according to claim 3, wherein the third region (C3) is applied to the main side of the layer (C3). 20 ) adjoins. Umgebungslicht-Sensor nach Anspruch 3 oder 4, wobei der dritte Bereich (C3) eine elektrische Verbindung zu der ersten Wanne aufweist.Ambient light sensor according to claim 3 or 4, wherein the third region (C3) has an electrical connection to the first well. Umgebungslicht-Sensor nach einem der Ansprüche 3 bis 5, wobei der dritte Bereich (C3) vom ersten Leitfähigkeitstyp ist.An ambient light sensor according to any one of claims 3 to 5, wherein the third region (C3) is of the first conductivity type. Umgebungslicht-Sensor nach einem der Ansprüche 3 bis 6, wobei durch den Abstand zwischen zweitem und drittem Bereich (E2, C3) die Rückkopplung einstellbar ist.Ambient light sensor according to one of claims 3 to 6, wherein the feedback is adjustable by the distance between the second and third region (E2, C3). Umgebungslicht-Sensor nach einem der Ansprüche 3 bis 7, wobei der zweite und der dritte Bereich (E2, C3) einen geringen Abstand gemessen am Verhältnis zu der Breite der zweiten Wanne (B2) aufweisen.An ambient light sensor according to any one of claims 3 to 7, wherein the second and third regions (E2, C3) have a small distance measured in proportion to the width of the second well (B2). Verwendung der Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 oder 2 als Umgebungslicht-Sensor.Use of the circuit arrangement according to one of claims 1 or 2 as ambient light sensor.
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