紅外焦平面陣列讀出信號處理電路設計關鍵技術研究.pdf

1、紅外探測成像技術在軍事、醫(yī)療、天文以及民用等領域有著非常重要的應用,紅外焦平面陣列成像是目前紅外探測成像技術中的主流技術,讀出信號處理電路是紅外焦平面陣列成像系統(tǒng)中的主要組成部分。本論文主要研究讀出信號處理電路設計中的關鍵技術。
　　 論文首先對紅外成像系統(tǒng)的發(fā)展過程、焦平面陣列和紅外探測器以及讀出信號處理電路進行了簡單分析介紹,然后對讀出信號處理電路進行架構設計和性能指標分析,重點研究前端讀出電路單元的性能指標和電路結構、背景

2、電流和暗電流抑制技術,并分別進行了關鍵模塊設計、分析和仿真驗證。
　　 最后,采用Chartered0.35μm CMOS工藝對所設計的基于自偏置電流鏡讀出電路單元、讀出電路單元和用于固定模式噪聲消除的相關雙采樣電路組合模塊以及背景電流和暗電流抑制電路進行了版圖設計和流片。測試結果表明所設計的各個電路模塊在功能和性能上均達到設計要求。對所設計的基于比較器編碼的數(shù)字化讀出信號處理電路架構進行了版圖設計和后仿真驗證,仿真結果表明所設

3、計數(shù)字化讀出電路架構在功能和性能上均滿足設計要求。
　　 本文的創(chuàng)新性工作主要包括:設計了基于比較器編碼的數(shù)字化讀出信號處理電路架構,在比較器的設計中采用遲滯技術、時鐘控制技術以及多級比較技術,滿足所設計架構高精度、低功耗和自適應時間延遲積分的要求:設計了一種基于自偏置寬擺幅cascode電流鏡的讀出電路單元結構,該結構在保證其它性能指標的前提下提高了讀出信噪比、減小了電路面積和功耗、簡化了電路設計;基于BJT對MOS管的溫度補