一种紫外光传感电路及感应系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本申请涉及紫外光探测领域，具体涉及一种紫外光传感电路及感应系统。
【背景技术】
[0002] 利用高能量的紫外光设计的探测器或传感器，与传统的红外或可见光探测器和传 感器相比，具有抗干扰性强，误触发、误报警概率低等优势。因此紫外光探测和传感技术被 广泛应用到火焰和热传感、导弹尾焰探测、山林火灾预警、瓦斯爆炸预警等领域。以瓦斯爆 炸预警为例，在瓦斯爆炸之前有不同频谱的高能量射线释放，其中包括紫外线，这些射线中 蕴含着丰富的信息。通过对紫外线等高能量射线的探测，可以提前报告灾难的发生，从而减 少生命财产损失。由于紫外光能量高，必须采用禁带宽度较大的半导体器件进行探测。常 用于紫外光探测的宽禁带半导体材料包括砷化镓（GaAs)和氮化镓（GaN)等，但是这些宽禁 带半导体材料加工成半导体器件时加工工艺复杂，加工温度高，不适于大面积加工。
[0003] 近年来，国际上开始出现氧化物TFT集成的紫外光探测器。得益于平板显示技术 的迅速发展，铟镓锌（IGZ0)TFT最近成为研究热点，其可能取代硅基TFT，成为下一代主流 的TFT。值得关注的是，IGZ0等氧化物在紫外光作用下，氧化物TFT的电学特性可能发生显 著的改变，例如，阈值电压减小，关态电流呈数量级地增加等。因此，可能利用氧化物TFT的 光-电特性设计紫外光探测器。此外，氧化物TFT还具有如下的一些优点，例如：加工工艺 相对简单，加工温度低，适合于大面积生产。氧化物TFT的紫外探测功能甚至可能被集成于 氧化物TFT的显示面板中，构成系统集成的显示面板（SystemonPanel,SoP)，于是显示面 板除显示图像之外，还有可能读出外界环境的紫外光强度，甚至读出外界发出紫外光物体 的轮廓，对强日光或者强红外背景干扰情况下的发光或者爆炸进行预警。
[0004] 但是，迄今为止尚未出现成熟的基于氧化物TFT的紫外光传感电路方案，尤其是 山林火灾或者瓦斯爆炸预警等应用场合，紫外光信号的检测及检测信号的传输还是亟待解 决的问题。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的是提供一种能够感应紫外光并输出幅度调制波的紫外光传感电路 及感应系统。
[0006]为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：
[0007] 根据本申请的第一方面，提供一种紫外光传感电路，包括调制单元和相位延迟单 元；
[0008] 调制单元包括第一级反相器，用于感应紫外光并作为电压反馈调制级；
[0009] 相位延迟单元包括顺次连接的N级反相器，N为大于等于2的偶数；
[0010] 调制单元和相位延迟单元顺序连接，相位延迟单元的输出电压馈送至调制单元； 调制单元受控制信号调制，控制信号为脉冲信号。
[0011] 作为一种优选的实施方式，紫外光传感电路还包括输出缓冲单元，输出缓冲单元 包括第N+2级反相器，输出缓冲单元提高紫外光传感电路对输出端负载的驱动能力。
[0012] 在一种实施方式中，第一级反相器包括上拉模块和下拉模块；
[0013] 上拉模块包括第一晶体管和第二晶体管，第一晶体管的控制极和第一电极耦合至 控制信号；第二晶体管的控制极耦合至第一晶体管的第二电极，第二晶体管的第一电极耦 合至控制信号；
[0014] 下拉模块包括第三晶体管、第四晶体管、第五晶体管和第六晶体管，第三晶体管的 控制极耦合到第二电极，第一电极耦合至第一晶体管的第二电极；第四晶体管的控制极耦 合到第二电极，第一电极耦合至第二晶体管的第二电极；第五晶体管的控制极耦合至N级 反相器的输出端，第一电极耦合至第三晶体管的第二电极，第二电极耦合至低电平电压源； 第六晶体管的控制极耦合至N级反相器的输出端，第一电极耦合至第四晶体管的第二电 极，第二电极耦合至低电平电压源；
[0015] 第三晶体管和第四晶体管为紫外光敏感晶体管。
[0016] 作为一种实施方式，N级反相器中每一级反相器的电路结构相同，包括第七晶体 管、第八晶体管、第九晶体管和第十晶体管；
[0017] 第七晶体管的控制极和第一电极耦合至控制信号；第八晶体管的控制极耦合至第 七晶体管的第二电极，第八晶体管的第一电极耦合至控制信号；第九晶体管的控制极耦合 至第二晶体管的第二电极，第一电极耦合至第七晶体管的第二电极，第二电极耦合至低电 平电压源；第十晶体管的控制极耦合至第九晶体管的控制极，第一电极耦合至第八晶体管 的第二电极，第二电极耦合至低电平电压源。
[0018] 作为一种实施方式，第九晶体管和第十晶体管为紫外光敏感晶体管。
[0019] 在一种实施方式中，第一级反相器包括上拉模块和下拉模块；
[0020] 上拉模块包括第一晶体管和第二晶体管，第一晶体管的控制极和第一电极耦合至 控制信号；第二晶体管的控制极耦合至第一晶体管的第二电极，第二晶体管的第一电极耦 合至控制信号；
[0021] 下拉模块包括第三晶体管、第四晶体管、第五晶体管和第六晶体管，第三晶体管的 控制极耦合至第一控制信号，第一电极耦合至第一晶体管的第二电极；第四晶体管的控制 极耦合至第一控制信号，第一电极耦合至第二晶体管的第二电极；第五晶体管的控制极耦 合至N级反相器的输出端，第一电极耦合至第三晶体管的第二电极，第二电极耦合至低电 平电压源；第六晶体管的控制极耦合至N级反相器的输出端，第一电极耦合至第四晶体管 的第二电极，第二电极耦合至低电平电压源；
[0022] 第三晶体管和第四晶体管为紫外光敏感晶体管。
[0023] 在一种实施方式中，第一级反相器包括上拉模块和下拉模块；
[0024] 上拉模块包括第一晶体管和第二晶体管，第一晶体管的控制极和第一电极耦合至 高电平信号；第二晶体管的控制极耦合至第一晶体管的第二电极，第二晶体管的第一电极 耦合至高电平信号；
[0025] 下拉模块包括第三晶体管、第四晶体管、第五晶体管、第六晶体管和第十五晶体 管，第三晶体管的控制极耦合至控制信号，第一电极耦合至第一晶体管的第二电极；第四晶 体管的控制极耦合至控制信号，第一电极耦合至第二晶体管的第二电极；第五晶体管的控 制极耦合至N级反相器的输出端，第一电极耦合至第三晶体管的第二电极；第六晶体管的 控制极耦合至N级反相器的输出端，第一电极耦合至第四晶体管的第二电极；第十五晶体 管的第一电极分别耦合至第五晶体管的第二电极和第六晶体管的第二电极，第十五晶体管 的控制极和第二电极耦合至低电平电压源，第十五晶体管为紫外光敏感晶体管。
[0026] 在一种实施方式中，第N+2级反相器包括第十一晶体管、第十二晶体管、第十三晶 体管和第十四晶体管；
[0027] 第十一晶体管的控制极和第一电极耦合至控制信号；第十二晶体管的控制极耦合 至第十一晶体管的第二电极，第十二晶体管的第一电极耦合至控制信号，第十二晶体管的 第二电极耦合至输出端；第十三晶体管的控制极耦合至N级反相器的输出端，第十三晶体 管的第一电极耦合至第十一晶体管的第二电极，第十三晶体管的第二电极耦合至低电平电 压源；第十四晶体管的控制极耦合至N级反相器的输出端，第十四晶体管的第一电极耦合 至第十二晶体管的第二电极，第十三晶体管的第二电极耦合至低电平电压源。
[0028] 作为一种实施方式，紫外光敏感晶体管为锌基氧化物薄膜晶体管。
[0029] 根据本申请的第二方面，提供一种紫外光感应系统，包括紫外光信号发射器、紫外 光信号接收器和本申请第一方面提供的紫外光传感电路；
[0030] 紫外光传感电路的输出端耦合至紫外光信号发射器，紫外光信号发射器用于发射 紫外光传感电路输送的信号，紫外光信号接收器用于接收紫外光信号发射器传送的信号， 并根据接收到的信号判断紫外光传感电路是否存在紫外光照射。
[0031] 作为一种实施方式，紫外光信号发射器为超声波换能器，用于在紫外光传感电路 的输出电压信号的激励下产生超声波信号并发射该超声波信号；紫外光信号接收器接收超 声波信号，将超声波信号还原成电信号，并根据该电信号判断紫外光传感电路是否存在紫 外光照射。
[0032] 由于采用了以上技术方案，使本申请具备的有益效果在于：
[0033] 在本申请的一种实施方式中，紫外光传感电路中的调制单元包括第一级反相器， 第一级反相器包括紫外光敏感晶体管，能够感应紫外光信号；相位延迟单元包括顺次连接 的N级反相器，相位延迟单元的输出电压反馈至调制单元，调制单元中的第一级反相器受 控制信号调制，紫外光传感电路能输出幅度调制波信号，方便了信号的长距离无线传输。
【附图说明】
[0034] 图1为氧化物TFT在紫外光和无紫外光照射情况下的I-V响应曲线；
[0035] 图2为本申请实施例一中的紫外光传感电路的电路图；
[0036] 图3为本申请实施例二中的紫外光传感电路