半导体光电传感器是将光强信息转换为数字信号输出的半导体装置,主要用于液晶显示屏亮度自动控制。光传感器具有广阔的市场前景,其具体应用遍及便携式消费类市场(智能电话、PDA、台式计、便携式音乐播放器等等),消费类电视机市场(TFT-LCD、等离子、尾部投影、CRT等等),以及医疗、工业及汽车市场等。本论文主要基于光传感器的应用需求以及人眼对显示屏亮度的实际需求,分析了传统的直接实现信号转换的电路方法的局限性,从而提出了一种新的适用于光传感器的算法。利用这种方法设计实现的光传感器能根据外界环境的光强,实现不同的信号转换精度,从而与人眼对光强的响应达成一致。本文首先采用MATLAB验证了该种算法,并设计了分辨率最高为16bit信号精度的光传感器,从电路层次上实现了该种算法,完成了光传感器的电路设计和仿真。所设计的光传感器能够探测0.1lux~10000lux的光强范围,在低光强情况下(0.1lux~100lux),输出信号的有效精度达到16bit,而在高光强情况下(5000lux~10000lux),输出信号的有效精度达到9bit。并且能够实现红外校正和温度补偿的功能,有效的避免红外光和光电二极管暗电流对光传感器的输出影响。此外,所设计的光传感器还可以工作在省电模式(power down)下,即在不需要的情况下,可以使得电路的基本功耗为零。在完成系统建模和各级子电路仿真的前提下,本文还完成了整体电路的瞬态仿真,验证了整体电路的功能。所设计的光传感器置有内部振荡器,输出频率在327.6KHz,整个芯片中模拟电路的静态电流在330μA左右。