BDI型紅外焦平面讀出電路的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、紅外焦平面陣列作為紅外成像系統(tǒng)的關(guān)鍵器件，已經(jīng)被廣泛運(yùn)用于多種探測(cè)領(lǐng)域。紅外焦平面陣列主要由紅外探測(cè)器陣列及讀出電路組成，讀出電路是連接紅外探測(cè)器陣列和信號(hào)處理系統(tǒng)的主要樞紐，其性能好壞直接影響紅外成像系統(tǒng)的應(yīng)用，高性能的讀出電路是紅外成像質(zhì)量的關(guān)鍵所在。
　　本論文主要設(shè)計(jì)了一款BDI型紅外讀出電路芯片，首先對(duì)紅外讀出電路涉及的關(guān)鍵參數(shù)進(jìn)行了重點(diǎn)分析，研究了幾種不同的像素單元結(jié)構(gòu)的注入效率、動(dòng)態(tài)范圍以及線性度的影響因素。由于在版

2、圖面積及探測(cè)器偏置電壓方面的限制，傳統(tǒng)的像素單元結(jié)構(gòu)不能直接用于本文的電路架構(gòu)中，因此，本文對(duì)傳統(tǒng)的像素單元電路結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)，去掉了傳統(tǒng)電路結(jié)構(gòu)中的采樣電容，并加入開關(guān)控制管，從而更加有效地控制紅外探測(cè)器的偏置電壓。在此基礎(chǔ)上，對(duì)讀出電路的列處理單元及輸出緩沖器等模塊電路進(jìn)行了詳細(xì)設(shè)計(jì)，兩者均采用帶米勒補(bǔ)償?shù)膬杉?jí)運(yùn)放作為電路的基本結(jié)構(gòu)單元，以實(shí)現(xiàn)更大的輸出擺幅及更高的電壓傳輸精度。最后基于CSMC0.5μm CMOS工藝進(jìn)行了版圖設(shè)計(jì)和