美国艾特梅尔(Atmel)公司于2000 年推出高性能、低功耗的单片半导体指纹传感器FCD4B14，采用CMOS 工艺制造，工作电压为DC3 ～5. 5V，功耗为20mW，20 脚双列直插式(Dual In line Package，DIP)陶瓷或COB(Chip-On-Board)封装，耐磨损＞106次滑动操作，静电损伤(Electro Static Damage，ESD)防护＞16kV；工作温度范围为0 ～70℃。如图9-35 所示为DIP 陶瓷封装FCD4B14 外形结构，引脚功能如表9-6所示。

图9-35　陶瓷封装FCD4B14 外形结构

表9-6　DIP 陶瓷封装FCD4B14 引脚功能

FCD4B14 是基于温差效应的指纹传感器，芯片表面有0.4mm×14mm 的温度传感区域(映像区域)，内部有行选和列选电路、A/D 转换器、锁存器和恒温电路。其内部电路组成框图如图9-36 所示。

图9-36　FCD4B14 内部电路组成框图

传感区域由0.8μm 厚的CMOS 阵列组成。包含8 行×280 列=2240 个像素，还有一个定位用的虚拟列，共281 列，组成一帧，用来感应手指与传感区域接触部位的温度差，并转换为电信号。在手指与传感区域之间的温度差很小的时候，使用恒温电路增加手指与传感器之间的温度差，以保证正确转换。像素尺寸为50μm×50μm，相当于传感区域的分辨率为500dpi(每英寸500 像素)。(www.daowen.com)

列选脉冲从传感区域按顺序选出像素列，再由行选脉冲(与时钟脉冲同频率)选出像素。通常一个行选脉冲同时选出两个像素，一个偶像素，一个奇像素。可以直接输出两个像素的模拟电信号，也可以分别送入两个4 位ADC 进行A/D 变换，再由锁存器组成1B(8位)的数字信号输出。时钟频率可达2MHz，扫描输出最高能达到1780 帧/s。

为了捕捉到完整指纹图像，允许手指滑行通过传感区域，如图9-37 所示。通常1s 扫描和传送一幅完整指纹图像。数字信号输出端可适配增强型并行口(Enhanced Parallel Port，EPP)接口、USB 接口，或直接与微处理器相连。EPP 接口和USB 接口的数据传输率为1MB/s，重构一幅指纹图像最低需要500 帧/s 速率。在微处理器中，Atmel 公司的软件将这些数字信号重新构成完整的8 位/像素的指纹图像，使图像灰度达到256 级。

图9-37　手指在指纹传感器上滑过

(a)斜面安装，(b)平面安装

当指纹图像信号输出时，FCD4B14 的输出使能脚(OE)必须为低电平。输出使能脚可与微处理器直接连接，不需要附加电路。

FCD4B14 广泛应用于PDA、手机、笔记本电脑、PC、电子商务、PIN 码交换、ATM机、POS 机、建筑物的门开关、汽车、家用电子锁等设备的指纹识别。

Atmel 公司接着又推出FCD4B14 的改进型AT77C101B。