IRFPA讀出電路設(shè)計(jì)測(cè)試及可測(cè)性設(shè)計(jì)研究.pdf

1、非致冷紅外焦平面陣列(Infrared Focal-planeArray，IRFPA)在軍事、醫(yī)療、工業(yè)與科學(xué)等領(lǐng)域中有著廣泛的應(yīng)用前景。紅外焦平面陣列一般由紅外探測(cè)器和讀出電路兩部分組成。焦平面紅外探測(cè)器接收到入射的紅外輻射后，產(chǎn)生一個(gè)與紅外輻射強(qiáng)度有關(guān)的電壓波動(dòng)，通過(guò)掃描焦平面陣列的不同像素單元按順序傳送到讀出器件中讀出小的電壓信號(hào)。讀出電路是紅外焦平面陣列的關(guān)鍵技術(shù)之一，它的性能優(yōu)劣很大程度影響到紅外焦平面陣列，以至整個(gè)紅外系統(tǒng)的

2、性能。CMOS讀出電路因其低成本、低功耗等眾多的優(yōu)點(diǎn)而成為讀出電路的主流研究方向。當(dāng)今的紅外焦平面技術(shù)已發(fā)展成為集紅外材料、光學(xué)、硅微機(jī)械加工和微電子于一體的高科技綜合技術(shù)，我國(guó)于上世紀(jì)九十年代才涉足此研究領(lǐng)域，目前仍處于預(yù)研階段，其水平較西方發(fā)達(dá)國(guó)家尚有不小差距，發(fā)展我國(guó)自己的紅外焦平面陣列技術(shù)已變得越來(lái)越重要。
　　 集成電路設(shè)計(jì)技術(shù)、制造技術(shù)和測(cè)試技術(shù)一起被稱為集成電路三大關(guān)鍵技術(shù)。測(cè)試問(wèn)題應(yīng)該看作系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的一個(gè)重要組成

3、部分，而且正變得越來(lái)越重要，更好地研究和了解與測(cè)試相關(guān)的設(shè)計(jì)內(nèi)容，把設(shè)計(jì)和測(cè)試融為一體才能更好地對(duì)電路進(jìn)行設(shè)計(jì)和分析，因此可測(cè)性設(shè)計(jì)的應(yīng)用很有必要。
　　 第二章首先對(duì)讀出電路模擬部分原理做了介紹，其次根據(jù)時(shí)序要求設(shè)計(jì)了讀出時(shí)序電路并進(jìn)行仿真?？紤]到320X240的陣列規(guī)模不是很大，使用全定制的設(shè)計(jì)方式，并提出采用一種動(dòng)態(tài)移位寄存器的方法，大大減小了功耗和面積，節(jié)省MOS管數(shù)目達(dá)5000個(gè)左右。使用CSMC0.5μm DPTM單

4、阱工藝流片生產(chǎn)。
　　 第三章對(duì)封裝后芯片制訂測(cè)試方案，設(shè)計(jì)搭建了測(cè)試系統(tǒng)。對(duì)整體讀出電路進(jìn)行測(cè)試，對(duì)出現(xiàn)的問(wèn)題做了分析，作為下一版電路設(shè)計(jì)的參考。
　　 第四章對(duì)常見(jiàn)可測(cè)性設(shè)計(jì)原理做了整理介紹并提出一種便于模塊測(cè)試的可測(cè)性設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)可大大提高模擬電路部分的模塊測(cè)試能力，減少了PAD引出數(shù)目，芯片版圖面積隨之減少，可望降低生產(chǎn)成本。
　　 其中數(shù)字電路部分的設(shè)計(jì)，經(jīng)流片測(cè)試驗(yàn)證了其方法是可行性。但是，提出的