工業-半導體指紋傳感器-指導[韋克威]
半導體指紋傳感器亦稱單片集成指紋傳感器或CMOS固態指紋傳感器,它是在20世紀90年代末問世的。主要包括溫差感應式指紋傳感器、電容感應式指紋傳感器。
(1)溫差感應式指紋傳感器
它是基于溫度感應的原理而制成的,每個單元傳感器就代表一個像素,而整個集成指紋傳感器又置于恒溫控制下(該溫度比體溫略低些)。當手指放在指紋傳感器上時,由于指紋傳感器的溫度被控制在+33C以下,而指紋上脊點的溫度就代表體溫,指紋上谷點的溫度就是周圍的環境溫度,因此脊點與傳感器之間的溫度差不等于谷點與傳感器之間的溫度差,通過掃描方式即可獲取指紋圖像。這種傳感器的掃描速率非常快,必須在很短時間一般應小于0.1 s)內獲取指紋圖像。因為時間一長,手指和芯片就處于相同的溫度了。
(2)電容感應式指紋傳感器
它是由電容陣列構成的,內部大約包含1萬個微型化的電容器。當用戶將手指放在正面時,皮膚就組成了電容陣列的一個極板,電容陣列的背面是絕緣極板。由于不同區域指紋的脊和谷之間的距離也不相等,使每個單元的電容量隨之而變,由此可獲得指紋圖像。
半導體指紋傳感器具有價格低、體積小、識別率高等優點,其不足之處是使用壽命不如光學取像設備長,成像質量要比超聲波掃描差一些。另外,這種指紋傳感器容易受到外界電磁場的干擾,最危險的情況就是發生靜電放電(ESD)而損壞芯片。為此可采取以下措施:第一,電容感應式指紋傳感器的保護膜要盡量薄(不超過幾毫米),絕緣性能要好;第二,增加靜電防護電路,要能承受幾千伏以上的靜電電壓;第三,將設備和手指與大地接通。