電容式感測(cè)陣列調(diào)制的制作方法與工藝

電容式感測(cè)陣列調(diào)制對(duì)相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用本申請(qǐng)要求在2012年4月13日提交、發(fā)明名稱為“CapacitiveSensingArrayModulation”的第61/623,941號(hào)美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)、在2012年5月18日提交、發(fā)明名稱為“InductiveBoostCircuitandFingerprintSensingSystems”的第61/649,203號(hào)美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)、在2012年6月29日提交、發(fā)明名稱為“CapacitiveSensingArrayModulation”的第61/666,579號(hào)美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)、在2012年6月29日提交、發(fā)明名稱為“CapacitiveSensingArray”的第61/666,610號(hào)美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)、在2013年3月15日提交、發(fā)明名稱為“CapacitiveSensingArrayModulation”的第13/842,635號(hào)美國(guó)發(fā)明專利申請(qǐng)的優(yōu)先權(quán)，上述專利申請(qǐng)均通過(guò)引用的方式并入本文，就像在這里全部充分公開(kāi)一樣。技術(shù)領(lǐng)域這里所描述的實(shí)施方式一般涉及可用來(lái)支持指紋感測(cè)的電路，包括升壓電路，例如電感式升壓電路。

背景技術(shù)：
下列術(shù)語(yǔ)是示例性的，并非旨在以任何方式進(jìn)行限制。文本“電容式感測(cè)元件”及其變體，一般指代任意種類的一個(gè)或多個(gè)數(shù)據(jù)元素，包括關(guān)于單個(gè)位置感測(cè)到的信息。例如且非限制性的，電容式感測(cè)元件可包括關(guān)于指紋圖像的相對(duì)小的區(qū)域的數(shù)據(jù)或其它信息。在閱讀本申請(qǐng)之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到，這些術(shù)語(yǔ)表述適用于技術(shù)、方法、物理元件以及系統(tǒng)(無(wú)論目前是否知曉)，包括閱讀本申請(qǐng)之后本領(lǐng)域技術(shù)人員推斷出或者可推斷的其擴(kuò)展。指紋感測(cè)技術(shù)已變得廣泛使用，并且常常用來(lái)提供對(duì)敏感電子設(shè)備和/或數(shù)據(jù)的安全訪問(wèn)。一般來(lái)說(shuō)，電容式指紋傳感器可用來(lái)通過(guò)測(cè)量經(jīng)過(guò)電容式傳感器的每個(gè)電容式感測(cè)元件的電容來(lái)確定指紋圖像。電容越高，相鄰或者上面的手指的表面距離電容式感測(cè)元件越近。因而，相比指紋谷，指紋脊在下面的電容式感測(cè)元件中中提供更高的電容。電容式指紋傳感器至少存在兩種形式，即主動(dòng)式和被動(dòng)式。主動(dòng)電容式傳感器常用于電子設(shè)備，以提供用戶的生物特征安全性和識(shí)別。主動(dòng)式電容式傳感器初始激勵(lì)被感測(cè)的手指的表皮。表皮的電容在每個(gè)電容式感測(cè)元件處測(cè)量。例如，通過(guò)在電容式感測(cè)元件陣列的調(diào)制頻率的低電壓階段和高電壓階段期間測(cè)量電容式感測(cè)元件的電壓和/或電荷，可測(cè)量出或確定出電容。電壓差可用來(lái)確定電容。圖1中示出了主動(dòng)式電容式傳感器的一種實(shí)施例。如圖1所示，主動(dòng)式指紋傳感器包括傳感器芯片100上的電容式感測(cè)元件陣列102和驅(qū)動(dòng)環(huán)104。電容式感測(cè)元件陣列102的電壓沒(méi)有直接被驅(qū)動(dòng)或者調(diào)制，而是由驅(qū)動(dòng)放大器106調(diào)制驅(qū)動(dòng)環(huán)104。這又激勵(lì)手指108，并且由于手指108的電壓電勢(shì)隨著驅(qū)動(dòng)環(huán)104的調(diào)制而改變，因此隨著驅(qū)動(dòng)環(huán)被調(diào)制，在電容式感測(cè)元件陣列102的每個(gè)電容式感測(cè)元件處的電壓和/或電荷改變。在這種傳感器中，施加至驅(qū)動(dòng)環(huán)的電壓可能是有限的。通常，驅(qū)動(dòng)環(huán)電壓不超過(guò)4伏的峰-峰電壓。超過(guò)此的電壓可能將手指激勵(lì)到過(guò)高的電壓；此過(guò)度的激勵(lì)可通過(guò)人檢測(cè)為他們手指中的“刺痛”或者不舒服的感覺(jué)。雖然人可感測(cè)到刺痛的精確電壓隨著人的不同而變化，但是4伏的峰-峰電壓通常被視為閾值，超過(guò)該閾值可注意到這種感覺(jué)。由于限制驅(qū)動(dòng)環(huán)的電壓以避免用戶感知，因此覆蓋傳感器的任意電介質(zhì)的厚度也可以是有限的。傳感器板和手指之間的電介質(zhì)越厚，產(chǎn)生的電容變得越衰減且指紋圖像變得越模糊。對(duì)于具有大約100微米的厚度或者大于大約100微米的電介質(zhì)來(lái)說(shuō)，指紋圖像可能變得不可靠。當(dāng)用戶的手指或手或者身體的其它部分通過(guò)接地而電容耦接至該系統(tǒng)時(shí)，或者當(dāng)接觸系統(tǒng)的其它部分時(shí)直接耦接至系統(tǒng)接地時(shí)，出現(xiàn)另一個(gè)局限性。用戶至系統(tǒng)的這種電容耦接可能根據(jù)用戶如何觸摸裝置而是高度可變的。這種寄生耦接衰減驅(qū)動(dòng)環(huán)能驅(qū)入用戶手指的電壓，并因而減弱該信號(hào)。這種衰減根據(jù)用戶如何觸摸裝置是高度可變化的。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
這里描述的實(shí)施方式可采取電子設(shè)備的形式，包括：傳感器板，該傳感器板包括各個(gè)電容式感測(cè)元件的陣列；驅(qū)動(dòng)環(huán)，其連接至傳感器板；以及調(diào)制電路，其被適配為控制傳感器板接收到的調(diào)制信號(hào)，而驅(qū)動(dòng)環(huán)接收到的驅(qū)動(dòng)信號(hào)基本保持在超過(guò)電子設(shè)備接地電平的升壓接地處。其它實(shí)施方式可采用電子設(shè)備的形式，包括：電容式傳感器，該電容式傳感器包括：傳感器板，其包括各個(gè)電容式感測(cè)元件的陣列；和驅(qū)動(dòng)環(huán)，其連接至傳感器板；第一調(diào)制電路，其可操作地連接至傳感器板，其中第一調(diào)制電路被適配為調(diào)制傳感器板的輸入信號(hào)，而驅(qū)動(dòng)環(huán)的驅(qū)動(dòng)信號(hào)基本保持在超過(guò)電子設(shè)備接地電平的升壓接地處；電感式升壓電路，其配置成將升壓電壓提供至傳感器板，所述升壓電壓相對(duì)于電子設(shè)備接地電平處于比驅(qū)動(dòng)環(huán)和電子設(shè)備接地之間的相對(duì)電壓更高的振幅；以及殼體，其圍繞第一調(diào)制電路和電感式升壓電路。其它實(shí)施方式可采用一種用于操作電容式傳感器的方法的形式，其中電容式傳感器包括傳感器板和驅(qū)動(dòng)環(huán)，傳感器板包括各個(gè)電容式感測(cè)元件的陣列，驅(qū)動(dòng)環(huán)連接至傳感器板，該方法包括：在掃描狀態(tài)期間，調(diào)制傳感器板的一個(gè)或多個(gè)輸入信號(hào)，而將驅(qū)動(dòng)環(huán)的驅(qū)動(dòng)信號(hào)基本保持在系統(tǒng)接地電平處；以及在空閑狀態(tài)期間，將傳感器板的一個(gè)或多個(gè)輸入信號(hào)基本保持在超過(guò)系統(tǒng)接地電平的升壓接地處。其它實(shí)施方式可采取一種用于操作電容式傳感器的方法的形式，其中電容式傳感器包括傳感器板和驅(qū)動(dòng)環(huán)，該傳感器板包括各個(gè)電容式感測(cè)元件陣列，驅(qū)動(dòng)環(huán)可操作地連接至傳感器板，該方法包括：?jiǎn)?dòng)掃描操作并將驅(qū)動(dòng)環(huán)的驅(qū)動(dòng)信號(hào)轉(zhuǎn)變至系統(tǒng)接地電平；當(dāng)傳感器板的輸入信號(hào)處于低狀態(tài)并且驅(qū)動(dòng)環(huán)的驅(qū)動(dòng)信號(hào)基本保持在系統(tǒng)接地電平時(shí)，從電容式感測(cè)元件讀取第一信號(hào)；以及當(dāng)傳感器板的輸入信號(hào)處于高狀態(tài)并且驅(qū)動(dòng)環(huán)的驅(qū)動(dòng)信號(hào)基本保持在超過(guò)系統(tǒng)接地電平的升壓接地處時(shí)，從電容式感測(cè)元件讀取第二信號(hào)。附圖說(shuō)明圖1描繪樣本電容式感測(cè)陣列的框圖。圖2描繪如本文所描述的電容式感測(cè)陣列實(shí)施方式的框圖。圖3描繪合并該電容式感測(cè)陣列的實(shí)施方式的樣本電子設(shè)備。圖4是根據(jù)實(shí)施方式的指紋感測(cè)系統(tǒng)的示意性圖示。圖5是根據(jù)實(shí)施方式的電感式升壓電路的示意性圖示以及示出了電感式升壓電路的示例操作的時(shí)序圖。圖6是根據(jù)實(shí)施方式的另一個(gè)指紋感測(cè)系統(tǒng)的示意性圖示。具體實(shí)施方式一般來(lái)說(shuō)，這里討論的實(shí)施方式可采用諸如指紋傳感器之類的電容式傳感器的形式。傳感器可以由電容式感測(cè)元件陣列形成；該陣列的每個(gè)電容式感測(cè)元件可記錄隨著電容耦合的電容而變化的電壓。手指可電容地耦接至傳感器的各個(gè)電容式感測(cè)元件，從而使得傳感器可感測(cè)每個(gè)電容式感測(cè)元件和指紋的肌肉之間的電容?？赏ㄟ^(guò)感測(cè)隨著手指和感測(cè)芯片之間的相對(duì)電壓改變的電容式感測(cè)元件上的電壓變化來(lái)檢測(cè)電容信號(hào)。替代地，可通過(guò)感測(cè)隨著手指和感測(cè)芯片之間的相對(duì)電壓改變的由電容式感測(cè)元件接收到的電荷變化來(lái)檢測(cè)電容信號(hào)。進(jìn)一步遠(yuǎn)離傳感器的手指部分可在傳感器與手指之間產(chǎn)生較低電容，并且因而在下面的電容式感測(cè)元件上產(chǎn)生較低的信號(hào)。相反，離傳感器較近的手指部分可在傳感器與手指之間產(chǎn)生較高的電容，并從而在下面的電容式感測(cè)元件上產(chǎn)生較高信號(hào)。因此，在指紋的脊下面的電容式感測(cè)元件可記錄較高的信號(hào)，而在指紋的谷下面的電容式感測(cè)元件可記錄較低的電容和較低的信號(hào)。指紋傳感器既包括傳感器板又包括驅(qū)動(dòng)環(huán)。傳感器板和驅(qū)動(dòng)環(huán)可置于電介質(zhì)之下，從而使得手指不直接觸摸傳感器板或驅(qū)動(dòng)環(huán)，而是替代地接觸插入的電介質(zhì)。在一些實(shí)施例中，手指可接觸驅(qū)動(dòng)環(huán)。傳感器電容式感測(cè)元件處的信號(hào)差可用來(lái)映射指紋。傳感器的分辨率可隨著電容式感測(cè)元件密度、傳感器板的表面和手指之間的距離以及覆蓋傳感器板的電介質(zhì)的厚度而變化。一般來(lái)說(shuō)，隨著電介質(zhì)厚度增加，手指和傳感器之間的電容變得越來(lái)越衰減，并且因此信號(hào)差也可以衰減。某些實(shí)施方式可通過(guò)在手指和傳感器板之間施加更高、更不可變的相對(duì)電壓變化來(lái)解決這種衰減，導(dǎo)致在傳感器處更高的可檢測(cè)信號(hào)，如這里更詳細(xì)地描述的。通過(guò)向傳感器驅(qū)動(dòng)更高的電壓，傳感器與手指之間的電容耦合可補(bǔ)償電介質(zhì)的厚度。通過(guò)按照這種形式增加電壓，手指和傳感器板的電容式感測(cè)元件之間的電容可以增大，從而獲得指紋的更好的分辨率和成像。傳感器可以在諸如12伏的峰-峰、16伏的峰-峰或更多之類的較高電壓處驅(qū)動(dòng)，而不引起用戶手指或手中的任意物理感知。這可通過(guò)將驅(qū)動(dòng)環(huán)的電壓保持在系統(tǒng)接地電壓處來(lái)實(shí)現(xiàn)，而傳感器陣列利用更高的峰-峰電壓信號(hào)來(lái)調(diào)制。通過(guò)相對(duì)于系統(tǒng)接地向傳感器驅(qū)動(dòng)電壓，同時(shí)將驅(qū)動(dòng)環(huán)的電壓保持在系統(tǒng)接地處最小化了由于作為其它手指、手或身體部分接觸設(shè)備的其它部分的結(jié)果的、用戶和系統(tǒng)接地之間的高度可變的電容耦合引起的信號(hào)衰減的問(wèn)題。圖2描繪指紋傳感器的一個(gè)樣本實(shí)施方式。傳感器200可以包括由各個(gè)電容式感測(cè)元件的陣列形成的傳感器板202。雖然示出了傳感器板202，但是出于清楚的目的，省略了各個(gè)電容式感測(cè)元件。如前面提到的，每個(gè)電容式感測(cè)元件可電容耦接至手指212的在電容式感測(cè)元件上面的一部分；上面的手指部分和電容式感測(cè)元件之間的距離確定這兩者之間的電容并因而確定在電容式感測(cè)元件處記錄的信號(hào)。隨著距離減小，信號(hào)增大。每個(gè)電容式感測(cè)元件也電容耦接至其它鄰近的上面的手指部分，并且隨著距離增加，這造成模糊效果，其降低直接在手指脊和手指谷之下的電容式感測(cè)元件之間的總信號(hào)差。指紋傳感器亦可以包括驅(qū)動(dòng)環(huán)204。驅(qū)動(dòng)環(huán)204可保持在系統(tǒng)接地電壓處，而不是保持在絕對(duì)或地球接地處。指紋傳感器亦可以包括第一和第二驅(qū)動(dòng)放大器206和208，如圖2所描繪的。第一驅(qū)動(dòng)放大器206可驅(qū)動(dòng)傳感器集成電路，該傳感器集成電路包括傳感器板202，諸如具有調(diào)制電壓的特定用途集成電路(ASIC)，以引起傳感器板202和用戶手指212之間的相對(duì)電壓。第二驅(qū)動(dòng)放大器208可提供電壓和電流至傳感器集成電路，以便傳感器集成電路可根據(jù)第一和第二驅(qū)動(dòng)放大器206和208之間的相對(duì)電壓差進(jìn)行操作。第二驅(qū)動(dòng)放大器208可以與第一驅(qū)動(dòng)放大器206同步提供調(diào)制電壓，從而使得第一和第二放大器的輸出之間的相對(duì)電壓大致恒定。第一和第二驅(qū)動(dòng)放大器可通過(guò)電容器210連接，這可幫助放大器206和208將第一和第二驅(qū)動(dòng)放大器輸出之間的相對(duì)電壓保持恒定。圖3描繪了電子設(shè)備300，其可包含諸如如圖2示出的指紋傳感器之類的指紋傳感器。電子設(shè)備300可以是移動(dòng)電話、平板計(jì)算設(shè)備、筆記本計(jì)算機(jī)、個(gè)人數(shù)字助理、桌面式計(jì)算機(jī)、便攜式媒體播放器等等。傳感器板可置于諸如電子設(shè)備300的按鈕302之類的輸入機(jī)構(gòu)之下。傳感器板可替代地置于電子設(shè)備300的顯示屏幕304的一部分之下、設(shè)備外殼的側(cè)壁306或其它部分之下等等。實(shí)質(zhì)上，電子設(shè)備外殼的任意部分可容納指紋傳感器。在一些實(shí)施方式中，指紋傳感器芯片(既包括傳感器板又包括驅(qū)動(dòng)環(huán))可位于按鈕302之下。墨水層和/或粘結(jié)劑可置于按鈕的底表面和傳感器芯片的頂表面之間。粘結(jié)劑可將芯片接合到例如按鈕上。一個(gè)或多個(gè)焊球可將指紋傳感器芯片附到柔性導(dǎo)體上。焊球可以一般置于指紋傳感器芯片的中央附近以降低由于應(yīng)力導(dǎo)致的裂開(kāi)的可能性。在其它實(shí)施方式中，如這里所描述的多個(gè)指紋傳感器可應(yīng)用于單個(gè)電子設(shè)備中。例如，指紋傳感器可被布置在電子設(shè)備的蓋玻璃或者外表面之下。在一些實(shí)施方式中，傳感器可按照陣列或者其它有序圖案來(lái)布置。在其它實(shí)施方式中，傳感器可隨機(jī)或者半隨機(jī)地置于表面之下。在其它實(shí)施方式中，傳感器可置于合并顯示器的電子設(shè)備的顯示疊層之內(nèi)或者之下，該電子設(shè)備諸如移動(dòng)電話、平板計(jì)算設(shè)備、計(jì)算機(jī)顯示屏幕等等。在這種實(shí)施方式中，傳感器可通過(guò)顯示器和/或顯示器的蓋玻璃電容地感測(cè)指紋。進(jìn)一步地，在這種實(shí)施方式中，設(shè)備外殼或框架的一部分可用作如這里所述的接地環(huán)。多個(gè)傳感器可按照這種配置共享接地環(huán)。例如，如果移動(dòng)設(shè)備可以電容地感測(cè)觸摸，則該設(shè)備可激活在感測(cè)到觸摸的位置處、之下或附近的指紋傳感器。在一些實(shí)施方式中，僅對(duì)應(yīng)于觸摸位置的指紋傳感器被激活，而其它指紋傳感器保持未激活。接地環(huán)(例如外殼的部分，諸如側(cè)壁306)可耦接至激活的指紋傳感器，以獲得指紋或者部分指紋并按照這里通常描述的來(lái)進(jìn)行操作。作為另一種選項(xiàng)，一個(gè)或多個(gè)指紋傳感器可放置在顯示區(qū)域304之外，但在電子設(shè)備300的表面之下。例如，一個(gè)或多個(gè)傳感器可位于電子設(shè)備300的下巴(例如，顯示器304之下的區(qū)域，諸如按鈕302周圍的區(qū)域)或者前額(例如，顯示器304之上的區(qū)域)中。在一些實(shí)施方式中，柔性電路可從輸入機(jī)構(gòu)疊層延伸并將傳感器芯片連接至信號(hào)提供商芯片，該信號(hào)提供商芯片可以便于調(diào)制指紋傳感器芯片的電壓和/或操作頻率。在一些實(shí)施例中，信號(hào)提供商芯片和指紋傳感器芯片可被提供為單一芯片或者分布在不同數(shù)目的芯片之間。亦可使用外部組件。例如，ASIC可用作信號(hào)提供商芯片。ASIC亦可向和從電子設(shè)備的處理器傳遞數(shù)據(jù)。圖4是根據(jù)實(shí)施方式的指紋感測(cè)系統(tǒng)的示意性圖示。指紋感測(cè)系統(tǒng)400包括指紋傳感器芯片405和信號(hào)提供商芯片410。也示出了驅(qū)動(dòng)環(huán)412。在操作期間，指紋傳感器芯片提供的傳感器可使用較高的電壓來(lái)進(jìn)行調(diào)制，例如16V的峰-峰電壓，而驅(qū)動(dòng)環(huán)412可保持在系統(tǒng)接地電壓處。系統(tǒng)接地電壓可由信號(hào)提供商芯片410提供并在圖4中示出為NRING。16V峰-峰信號(hào)可由信號(hào)提供商芯片410提供，并在圖4中示出為NGND?，F(xiàn)在將討論圖4中示出的指紋感測(cè)系統(tǒng)的一般操作。也要注意到，在替代實(shí)施例中，圖4中示出的某些組件可省略，增加另一些組件，或者兩者兼有。外部組件、指紋傳感器芯片和信號(hào)提供商芯片之間的組件的分布在其它實(shí)施方式中也可以是不同的。概念上來(lái)說(shuō)，傳感器板(未在圖4中示出)可被集成或耦接至指紋傳感器芯片405。電容式感測(cè)元件陣列可電容地耦接至用戶手的手指。電容式感測(cè)元件陣列可按照各種頻率進(jìn)行調(diào)制。電容式感測(cè)元件陣列可在高電壓期間并且再在低電壓期間測(cè)量所有電容式感測(cè)元件的電壓。也就是說(shuō)，提供給電容式感測(cè)單元陣列的電壓和/或傳感器芯片接地電壓可以一般類似于方波，雖然在替代實(shí)施方式中，電壓可采用其它波形。調(diào)制器(圖4中標(biāo)記為“調(diào)制塊)可根據(jù)圖4中的時(shí)鐘信號(hào)NDRV，來(lái)控制電容式感測(cè)元件陣列和/或傳感器芯片接地電壓的調(diào)制或振蕩。在調(diào)制周期的高和低部分期間所測(cè)量的、電容式感測(cè)元件電壓和/或電荷之間的差允許芯片確定每個(gè)電容式感測(cè)元件和手指的下面部分之間的電容以及因而確定該電容。從每個(gè)電容式感測(cè)元件的電容，可感測(cè)、測(cè)量和重建指紋，如本領(lǐng)域技術(shù)人員所知且如上面一般性所討論的。信號(hào)提供商芯片410可提供調(diào)制的高電壓信號(hào)(例如，16V的峰-峰)給指紋傳感器芯片405用于調(diào)制傳感器。雖然16V在這里用作例子，但是在其它示例中可使用不同的電壓，包括在一些實(shí)施例中大于4V的電壓、在一些實(shí)施例中大于6V的電壓、在一些實(shí)施例中大于8V的電壓、在一些實(shí)施例中大于10V的電壓、在一些實(shí)施例中大于12V的電壓、在一些實(shí)施例中大于14V的電壓和在一些實(shí)施例中大于16V的電壓。信號(hào)提供商芯片410可進(jìn)一步將接地電壓(在圖4中示出為NRING)提供至驅(qū)動(dòng)環(huán)412。其它NRING電壓可用于其它實(shí)施例中，包括4V、小于4V、小于2V或者負(fù)電壓。在一些實(shí)施例中，驅(qū)動(dòng)環(huán)412可保持在這樣的電壓處，該電壓不會(huì)由觸摸驅(qū)動(dòng)環(huán)412的用戶感受到，但在大小上與提供給傳感器的電壓(例如，NGND)具有足夠的差，以便為指紋感測(cè)提供適合的信噪比。在一種實(shí)施例中，大小上的差是16V，其中提供的傳感器電壓為16V且驅(qū)動(dòng)環(huán)保持在接地電壓處。現(xiàn)在將描述用于形成電感式升壓電路以提供NGND信號(hào)(其例如是16V)的指紋感測(cè)系統(tǒng)400的示例組件。將參考晶體管421、422和423，電感器425，定時(shí)塊427，二極管442，二極管443，和電平轉(zhuǎn)換器430。時(shí)鐘信號(hào)，例如圖4的NDRV，可由定時(shí)塊427接收。在一些實(shí)施例中，在由定時(shí)塊427接收之前，時(shí)鐘信號(hào)可提供給電平轉(zhuǎn)換器430。在一些實(shí)施例中，電平轉(zhuǎn)換器430用來(lái)改變時(shí)鐘信號(hào)的大小，其中例如定時(shí)塊可在與指紋傳感器芯片405不同的電源域中操作。定時(shí)塊425輸出各個(gè)版本的時(shí)鐘信號(hào)(例如，NDRV)至晶體管421、422和423的柵極。各個(gè)版本的時(shí)鐘信號(hào)可被延遲由定時(shí)塊427施加的變化的量。例如，定時(shí)塊可包括一個(gè)或多個(gè)延遲電路，其配置成在提供延遲信號(hào)給晶體管421、422和/或423之前延遲該時(shí)鐘信號(hào)(例如，NDRV)。晶體管423可用作傳遞晶體管。例如，晶體管423可在時(shí)鐘信號(hào)(例如NDRV)提供給定時(shí)塊427時(shí)開(kāi)啟。因此，由定時(shí)塊提供至晶體管423的柵極的信號(hào)可指示時(shí)鐘信號(hào)(例如，NDRV)的存在或不存在。按照這種方式，晶體管423可在指紋傳感器芯片405激活時(shí)開(kāi)啟，且在指紋傳感器芯片405未激活時(shí)關(guān)斷。由定時(shí)塊427提供至晶體管423的柵極的信號(hào)可通過(guò)如所示的可選柵極驅(qū)動(dòng)器電路來(lái)提供。當(dāng)晶體管423開(kāi)啟時(shí)，電源電壓(例如，在一些實(shí)施例中為1.8伏)可提供至電感器425，以允許電感器425存儲(chǔ)能量。電感器可將電容器432充電至升壓電壓，例如大于電源電壓的電壓。在一些實(shí)施例中，電感器提供16伏的升壓電壓。在一些實(shí)施方式中，電容器432可實(shí)施為系統(tǒng)的物理組件，在一些實(shí)施方式中，電容器432可實(shí)施為指紋傳感器405對(duì)于環(huán)境和系統(tǒng)接地的寄生電容，并且在一些實(shí)施方式中，可使用這些的組合。晶體管421可用來(lái)以指紋傳感器芯片405期望的頻率對(duì)電感425提供的電壓進(jìn)行斬波，在一些實(shí)施例中為2MHz。在一些實(shí)施例中，晶體管421可以與時(shí)鐘信號(hào)(例如NDRV)相同的頻率對(duì)電壓進(jìn)行斬波。當(dāng)晶體管421關(guān)斷時(shí)，電壓NGND可以是由電感器425產(chǎn)生的升壓電源電壓，例如16伏。當(dāng)晶體管421開(kāi)啟時(shí)，電感器425中流動(dòng)的電流可找到接地的通路，并且電壓NGND可轉(zhuǎn)變至接地。因此，晶體管421可以特定頻率進(jìn)行切換，以獲得形狀為16伏的峰-峰波形。亦可采用其它峰電壓。在一些實(shí)施例中，該切換頻率與時(shí)鐘信號(hào)(例如NDRV)的頻率相同。因此，定時(shí)塊427可將時(shí)鐘信號(hào)(例如NDRV)延遲特定量，并提供延遲的時(shí)鐘信號(hào)(例如，延遲的NDRV)至晶體管421的柵極。延遲量可以與期望的NGND電壓有關(guān)。在一種實(shí)施例中，當(dāng)使用2MHz時(shí)鐘時(shí)，延遲是25ns。按照這種方式，在標(biāo)記為NGND的節(jié)點(diǎn)處提供的NGND信號(hào)可以是以2MHz的頻率的升壓(例如，16伏)的方波信號(hào)?？墒褂闷渌l率和電壓。在一些實(shí)施例中，使電感器425直接耦接至提供NGND的節(jié)點(diǎn)是不利的。例如，電感器425可接著耦接至圖4中示出為Cpara432的寄生電容。寄生電容可代表例如指紋傳感器芯片405和接地之間的電容，并且可以包括經(jīng)過(guò)觸摸指紋傳感器的用戶身體的電容。當(dāng)電感器425耦接至寄生電容432時(shí)，升壓的電壓(例如，NGND)信號(hào)可能出現(xiàn)振蕩。為了最小化或者消除振蕩，可提供晶體管422。當(dāng)晶體管422開(kāi)啟時(shí)，可有利地將來(lái)自電感器423的電流轉(zhuǎn)移以減弱可能發(fā)生的振蕩。因此，定時(shí)塊427可將時(shí)鐘信號(hào)(例如，NDRV)的延遲版本的版本提供給晶體管422的柵極。時(shí)鐘信號(hào)(例如，NDRV)可通過(guò)定時(shí)塊427延遲足夠的量，從而使得當(dāng)晶體管422開(kāi)啟時(shí)，電壓NGND已經(jīng)達(dá)到目標(biāo)電壓(例如，16伏)。按照這種方式，電感式升壓電路可用來(lái)在圖4中標(biāo)記NGND的節(jié)點(diǎn)(在二極管443之后)處提供升壓電壓(例如，16伏)。升壓電壓可提供給指紋傳感器芯片405，用于調(diào)制該傳感器。升壓電壓本身可提供為具有一頻率的調(diào)制信號(hào)，該頻率可與系統(tǒng)時(shí)鐘信號(hào)(例如，NDRV)的頻率相同。低壓差穩(wěn)壓器(LDO)450可提供恒定電源電壓給指紋傳感器芯片(例如，1.8伏)。該電壓分別提供給節(jié)點(diǎn)NGND，其可以在系統(tǒng)接地電壓或者升壓電壓處。標(biāo)記為SCLK、MOSI、MISO和INT的四條通信線路一般允許數(shù)據(jù)傳遞至和自指紋傳感器芯片。信號(hào)可通過(guò)電平轉(zhuǎn)換器430提供。在指紋傳感器芯片405中，通信線路以不同于系統(tǒng)接地的傳感器接地NGND為基準(zhǔn)。電平轉(zhuǎn)換器可以允許通信發(fā)生在以NGND為基準(zhǔn)的指紋傳感器芯片和以系統(tǒng)接地(GND)為基準(zhǔn)的設(shè)備處理器之間。該通信可與調(diào)制信號(hào)NDRV同步或者異步發(fā)生。在通信期間，節(jié)點(diǎn)NGND可在系統(tǒng)接地電壓或者升壓電壓處。SCLK是串行通信時(shí)鐘并可用于定時(shí)操作。MISO線路可用于自從機(jī)至主機(jī)的數(shù)據(jù)主/從傳輸。在本實(shí)施方式中，指紋傳感器芯片可以是從機(jī)，而與包含傳感器的電子設(shè)備相關(guān)聯(lián)的處理器可以是主機(jī)。同樣地，MOSI線路可用于將數(shù)據(jù)從主機(jī)(例如，設(shè)備處理器)發(fā)送至從機(jī)(例如，指紋傳感器芯片)。INT線路可用于中斷。指紋傳感器芯片可使用INT線路來(lái)提供向設(shè)備處理器指示指紋傳感器芯片已完成任務(wù)或者指紋傳感器芯片具有一些待傳輸?shù)闹讣y數(shù)據(jù)的信號(hào)。在空閑狀態(tài)期間，指紋傳感器芯片405可以以相對(duì)低的電源狀態(tài)進(jìn)行操作。當(dāng)芯片檢測(cè)到位于電容式感測(cè)元件陣列之上的手指時(shí)，其可啟動(dòng)掃描操作。例如，芯片可通過(guò)測(cè)量該陣列的一個(gè)或多個(gè)電容式感測(cè)元件相對(duì)于其接地的電容變化來(lái)檢測(cè)附近的手指。這可導(dǎo)致該芯片開(kāi)始掃描操作。掃描操作一般可包括：在陣列的低電壓狀態(tài)期間讀取一個(gè)或多個(gè)電容式感測(cè)元件的電壓或者電荷或者讀取傳感器芯片接地，驅(qū)動(dòng)陣列或者傳感器芯片接地至高電壓，以及再次讀取一個(gè)或多個(gè)電容式感測(cè)元件的電壓或者電荷。掃描操作可替代地包括：在陣列或者傳感器芯片接地的高電壓狀態(tài)期間讀取一個(gè)或多個(gè)電容式感測(cè)元件的電壓或者電荷，將電容式感測(cè)元件陣列或者傳感器芯片接地驅(qū)動(dòng)至低電壓，并且再次讀取一個(gè)或多個(gè)電容式感測(cè)元件的電壓或者電荷。電容式感測(cè)元件可由調(diào)制器在低和高電壓狀態(tài)之間以相對(duì)高的頻率進(jìn)行調(diào)制。在一些實(shí)施方式中，芯片可以2兆赫頻率進(jìn)行操作，雖然其它實(shí)施方式可采用較高或者較低的頻率。應(yīng)該理解，驅(qū)動(dòng)環(huán)不與電容式感測(cè)元件陣列一起進(jìn)行調(diào)制。相反，驅(qū)動(dòng)環(huán)的電勢(shì)可以在系統(tǒng)接地處保持恒定或者非常接近于系統(tǒng)接地。這可有助于防止或降低手指的激勵(lì)和/或調(diào)制，這又允許使用較高的電壓來(lái)驅(qū)動(dòng)電容式感測(cè)元件陣列。進(jìn)一步地，在指紋傳感器包含在諸如圖3的移動(dòng)設(shè)備之類的手持設(shè)備中的實(shí)施方式中，用戶的手的其它手指可與外殼的金屬部分、或者其它導(dǎo)電部分接觸。外殼一般也是在系統(tǒng)接地處，因此外殼上的導(dǎo)電元件與用戶的手之間的接觸便于將被感測(cè)的手指的電壓驅(qū)動(dòng)或保持在系統(tǒng)接地處?！氨桓袦y(cè)的手指”是覆蓋傳感器板的手指，或者正由指紋傳感器成像的手指。將被感測(cè)的手指保持在系統(tǒng)接地處或者附近可增強(qiáng)指紋圖像的分辨率并幫助防止手指的調(diào)制。圖5是根據(jù)實(shí)施方式的電感式升壓電路的示意性圖示，連同示出該電感式升壓電路的示例操作的時(shí)序圖。電感式升壓電路500與用于圖4的指紋感測(cè)系統(tǒng)400的電感式升壓電路相同，并且相同組件用相同的附圖標(biāo)記來(lái)標(biāo)記，為了簡(jiǎn)明這里不再重復(fù)其細(xì)節(jié)。為了更清楚，電感式升壓電路500的操作將參照?qǐng)D5中示出的時(shí)序圖進(jìn)行描述。如上面所討論的，晶體管423可用作傳遞晶體管，每當(dāng)激活時(shí)鐘信號(hào)(例如，NDRV)出現(xiàn)時(shí)，該傳遞晶體管開(kāi)啟。因此，出于圖5的討論的目的，晶體管423在參照?qǐng)D5描述的操作期間假設(shè)為開(kāi)啟(ON)。類似地，二極管442可僅在指紋掃描之后晶體管423關(guān)斷時(shí)使用。因此，二極管442可在參照?qǐng)D5描述的操作期間假設(shè)為關(guān)斷(OFF)。在時(shí)間t0處，晶體管421可關(guān)斷(例如，與圖5的晶體管421有關(guān)的軌跡中示出的柵極電壓可轉(zhuǎn)變?yōu)榈?，關(guān)斷晶體管421)。當(dāng)晶體管421關(guān)斷時(shí)，隨著節(jié)點(diǎn)NGND處的電壓開(kāi)始上升至升壓電壓(例如，16伏)，電感器電流IL降低，如在標(biāo)記為IL和NGND的時(shí)序圖軌跡中示出。NGND的電壓在時(shí)間t1處達(dá)到峰值，如所示，其中t1可表示在t0之后的電感器電壓累積時(shí)間。在時(shí)間t1處，接著，二極管443可關(guān)斷，不允許電流流經(jīng)二極管443至電容器432，并因而保持NGND上的電壓。在時(shí)間t2處，晶體管422可開(kāi)啟(例如，在與圖5的晶體管422有關(guān)的軌跡中示出的柵極電壓可轉(zhuǎn)變至高，開(kāi)啟晶體管422)。這可允許通過(guò)晶體管422衰減以防止或降低NGND中的振蕩。在時(shí)間t3處，晶體管421可開(kāi)啟(例如，與圖5的晶體管421有關(guān)的軌跡中示出的柵極電壓可轉(zhuǎn)變至高，開(kāi)啟晶體管421)。當(dāng)晶體管421開(kāi)啟時(shí)，隨著電容器432通過(guò)晶體管421放電，電壓NGND可返回至接地。因此，從時(shí)間t3開(kāi)始，NGND信號(hào)回落到接地。在時(shí)間t4處，晶體管422關(guān)斷(例如，與圖5的晶體管422有關(guān)的軌跡中示出的柵極電壓可轉(zhuǎn)變至低，關(guān)斷晶體管422)。二極管443可因此開(kāi)啟，允許電流流動(dòng)，但由于晶體管421保持開(kāi)啟，因此電流不會(huì)對(duì)節(jié)點(diǎn)NGND充電，直到晶體管421再次關(guān)斷。圖6是根據(jù)實(shí)施方式的另一種指紋感測(cè)系統(tǒng)的示意性圖示。指紋感測(cè)系統(tǒng)600包括指紋傳感器芯片605和信號(hào)提供商芯片610，這可分別利用圖4的指紋傳感器芯片405和信號(hào)提供商芯片410來(lái)實(shí)施。也示出了驅(qū)動(dòng)環(huán)612和指紋接收表面614。示出了外部組件電感器625和二極管642和643，它們可由信號(hào)提供商芯片610用于在指紋掃描期間提供升壓電壓(例如，NGND)。電感器625和二極管642和643可利用圖4的電感器425和二極管442和443來(lái)實(shí)施，并且信號(hào)提供商芯片可包括圖5的電感式升壓電路500的剩余組件，例如。在圖6中，要注意電源域，其可用于各個(gè)芯片中的每個(gè)芯片并由信號(hào)提供商芯片610中的升壓器電路的操作產(chǎn)生。例如，兩個(gè)域示出為以GND為基準(zhǔn)的域650和以NGND為基準(zhǔn)的域652。在以GND為基準(zhǔn)的域中，操作可利用系統(tǒng)接地(GND)發(fā)生。在以NGND為基準(zhǔn)的域中，操作可利用升壓接地(NGND)發(fā)生。升壓接地信號(hào)(例如，NGND)可僅在特定時(shí)間處升壓，諸如在掃描期間。而且，如上面所述，升壓接地信號(hào)(例如，NGND)可進(jìn)行調(diào)制，從而使其具有一頻率，該頻率可以等于由系統(tǒng)使用的時(shí)鐘信號(hào)(例如，NDRV)的頻率。通過(guò)升高由指紋傳感器芯片605使用的接地電勢(shì)，指紋掃描的信噪比可增加，而不影響或者最小程度地影響用戶體驗(yàn)(例如，由于升壓電壓未提供給驅(qū)動(dòng)環(huán)612并從而未提供給用戶手指，因此手指的刺痛不能被感應(yīng)到)。進(jìn)一步地，指紋接收表面614可由絕緣材料制成，該絕緣材料防止手指與傳感器芯片605接觸，并受升壓電壓的影響。因此，指紋傳感器芯片605的輸入可以NGND為基準(zhǔn)，而不是以系統(tǒng)接地為基準(zhǔn)。雖然實(shí)施方式這里已經(jīng)關(guān)于具體的配置和操作序列進(jìn)行描述，但是應(yīng)該理解，替代的實(shí)施方式可增加、省略或者改變?cè)⒉僮鞯鹊?。因此，這里公開(kāi)的實(shí)施方式意味著是實(shí)施例而不是限制。