128×128 IRFPA CMOS读出电路

研制出一种直接注入 (DirectInjection)方式的 12 8× 12 8元红外焦平面CMOS读出电路。其中 ,采用了相关双采样电路 ,使信噪比明显提高。对电路方案进行了计算机仿真。实验结果表明 ,读出电路的动态范围≥ 74dB ,功耗≤ 5mW。     

128×128红外焦平面阵列时序分析与温控电路设计

介绍了微测辐射热计的 12 8× 12 8凝视型非致冷红外热像仪的系统框图 ,论述了一种新型的红外焦平面阵列温控电路设计方案以及读出电路时序的FPGA实现方法 .该方案具有高集成度、高精度、低成本、布线简单等优点 ,为热像仪系统的研制开发提供了设计思想 .     

一个128×128CMOS快照模式焦平面读出电路设计

本文介绍了一个工作于快照模式的CMOS焦平面读出电路新结构——DCA(Direct-injection Charge Amplifier)结构.该结构像素电路仅用4个MOS管,采用特殊的版图设计并用PMOS管做复位管,既可保证像素内存储电容足够大,又可避免复位电压的阈值损失,从而提高了读出电路的电荷处理能力.由于像素电路非常简单,且该结构能有效消除列线寄生电容C_bus的影响,因此该结构非常适用于小像素、大规模的焦平面读出电路.采用DCA结构和1.2μm双硅双铝(DPDM-Double-Poly Double-Metal)标准CMOS工艺设计了一个128×128规模焦平面读出电路试验芯片,其像素尺寸为50×50μm²,电荷处理能力达11.2pC.本文详细介绍了该读出电路的体系结构、像素电路、探测器模型和工作时序,并给出了精确的HSPICE仿真结果和试验芯片测试结果.     

128×128元氮化镓紫外焦平面读出电路的设计与封装研究

随着GaN基紫外材料的成熟,GaN基紫外探测器迅速发展,半导体紫外探测技术成为继红外和激光探测技术后发展起来的又一新型光电探测技术.GaN基紫外探测器以其固有的量子效率高、可靠性高、使用方便等特点,将在紫外探测、预警、天际及地空通信和紫外弱光成像系统等领域发挥重要作用.读出电路作为紫外焦平面信号调理与输出部分对紫外焦平面组件性能起至关重要的作用.封装是通用传感器组件应用前的一道重要工序,合理的封装结构对组件及系统是必要的.描述了128×128元紫外焦平面读出电路与封装的设计过程,用Cadence与Hspice软件仿真分析了3×3元读出电路的工作点以及封装要考虑的热耗散问题,最后给出了读出电路的工作点与合理封装形式的建议.文中提到的128×128元50 μm×50μm紫外读出电路已设计完成并采用Charter线宽为0.35 μm的2P4MCMOS工艺流片.     

1×128热释电IRFPA CMOS读出电路的研究

热释电红外焦平面阵列是非致冷红外焦平面阵列的主要发展方向之一 ,其读出电路是关键部件 ,属数模混合集成电路。分析了热释电读出电路的特点 ,设计原则 ,并给出了一种读出电路设计方案以及仿真和实验结果     

CMOS 64×64焦平面高帧频摄像机的研制

给出了CMOS 64×64焦平面高帧频摄像机的电路框图,叙述了摄像机的工作原理.详细地叙述了焦平面、探测器响应度、信号读出电路的设计以及摄像机的可靠性设计,并给出了焦平面的工作时序图.     

三维成像用128×2线性模式APD焦平面探测器设计

设计了一种用于激光三维成像的128×2线性模式APD焦平面探测器,器件包括硅基APD焦平面阵列和读出电路。硅基APD焦平面阵列采用拉通型n⁺-p-π-p⁺结构,像元中心距为150μm,工作在线性倍增模式。读出电路采用单片集成技术,将前置放大电路、TDC计时电路和ADC等功能模块集成在单一硅片上。整个线性模式APD焦平面探测器可实现128×2阵列规模的激光信号并行检测,并采用LVDS串口输出激光脉冲信号的飞行时间信息和峰值强度信息。测试结果显示,该线性模式APD三维成像探测器可同时获取时间信息和强度信息,成像功能正常。     

GaN紫外焦平面CTIA结构读出电路小面积设计及仿真

随着GaN紫外焦平面的发展,焦平面的阵列规模越来越大,单元探测器的面积越来越小,对GaN紫外焦平面的读出电路进行设计,实现读出电路单元面积为37μm×37μm,阵列规模为8×8元.本设计采用电容反馈互阻抗放大器(CITA)结构作为输入级,列共用方式的采样保持电路,源级跟随器作为输出级,用移位寄存器来控制行、列选通并控制电路工作的时序.本文的整个电路设计基于Cadence设计平台,对电路进行了Spectre仿真,面阵的工作状况良好,保持良好的线性.     

384×288非制冷红外探测器驱动电路设计

介绍了384×288非制冷红外焦平面探测器UL03191及其工作原理,分析了非制冷红外焦平面阵列驱动电路组成原理、设计方法,重点是偏置电压电路、脉冲电压信号驱动电路、温度检测及控制电路的设计等关键技术,并对主要驱动信号进行了仿真。     

电流模技术在CMOS读出电路中的应用

给出了一种 1× 12 8热释电红外焦平面阵列CMOS读出电路的设计方案和焦平面的仿真及实验结果。并提出一种读出电路新方案。在此方案中 ,用电流模模拟信号处理技术由硬件实现片内CMOS电压差分器的功能 ,以提高系统的信噪比和响应速度     

384×288非制冷红外探测器驱动电路设计

介绍了384×288非制冷红外焦平面探测器UL03191及其工作原理,分析了非制冷红外焦平面阵列驱动电路组成原理、设计方法,重点是偏置电压电路、脉冲电压信号驱动电路、温度检测及控制电路的设计等关键技术,并对主要驱动信号进行了仿真。     

8×4元TDI光导型HgCdTe红外焦平面组件的研制

介绍了8×4元时间延迟积分(TDI)光导型HgCdTe红外焦平面的工作原理,给出了组件结构、读出电路的电气结构图、时序驱动波形图.针对组件结构,阐明了组件电路的设计原则、提高动态范围的关键技术,最后讨论了组件存在的一些问题以及今后努力的方向.     

128×128元InAs/GaSb Ⅱ类超晶格红外焦平面探测器

报道了128×128元InAs/GaSb Ⅱ类超晶格红外焦平面阵列探测器的研究成果.实验采用分子束外延技术在GaSb衬底上生长超晶格材料.红外吸收区结构为13 ML(InAs)/9 ML(GaSb),器件采用PIN结构,焦平面阵列光敏元大小为40 μm×40μm.通过台面形成、侧边钝化和金属电极生长,以及与读出电路互连等工艺,得到了128×128面阵长波焦平面探测器.在77 K时测试,器件的100％截止波长为8μm,峰值探测率6.0×109 cmHz1/2 W-1.经红外焦平面成像测试,探测器可得到较为清晰的成像.     

128x128元InAs/GaSb II类超晶格红外焦平面探测器

报道了128×128元InAs/GaSb Ⅱ类超晶格红外焦平面阵列探测器的研究成果.实验采用分子束外延技术在GaSb衬底上生长超晶格材料.红外吸收区结构为13 ML(InAs)/9 ML(GaSb),器件采用PIN结构,焦平面阵列光敏元大小为40μm×40μm.通过台面形成、侧边钝化和金属电极生长,以及与读出电路互连等工艺,得到了128×128面阵长波焦平面探测器.在77 K时测试,器件的100%截止波长为8μm,峰值探测率6.0×109cmHz1/2W-1.经红外焦平面成像测试,探测器可得到较为清晰的成像.     

768×576的红外扫描成像电路设计

文中设计了768×576的红外扫描成像电路,其探测器焦平面阵列为576×6元。成像电路为红外扫描焦平面阵列提供直流偏置电压、积分信号和时钟信号,对探测器的输出进行8路数据采集与排序,然后将排序结果输出给上位机。其主要功能由FPGA和DSP完成,达到了系统结构简化及性能优化的目的。结果表明,该系统工作正常,能够满足使用要求。     

320×240非制冷红外焦平面阵列驱动电路的设计

在介绍了320×240非制冷红外焦平面阵列工作原理的基础上,详细分析了非制冷红外焦平面阵列驱动电路的组成原理、设计方法,重点是偏置电压电路、脉冲电压与控制信号驱动电路、焦平面工作温度检测及控制电路的设计等关键技术。提出了一种自适应工作点的驱动电路设计方法,并对主要驱动信号进行了仿真,给出了主要原理框图。试验结果表明:该电路达到了理想的效果,适用于宽的工作温度,具有体积小、实用性好、可靠性高等特点。     

高性能128×128元PtSi肖特基势垒红外焦平面列阵

设计并研制成功128×128元 PtSi 肖特基势垒红外 CCD(PtSi-SBIRCCD)焦平面列阵。介绍了该器件的工作原理。阐述了器件结构和设计思想,并就器件的性能参数进行了研究。     

320×240红外焦平面阵列驱动电路的小型化设计研究

文中提出了 32 0× 2 4 0红外非制冷焦平面驱动电路及焦平面阵列模拟输出信号的数字化设计方法。采用Xilinx公司的XC950 0系列综合可编程逻辑器件设计时序电路 ,以实现电路的小型化。采用VHDL语言进行设计 ,便于在试制过程中对电路的逻辑进行修改。采用TI公司的A/D转换器THS140 8对焦平面输出的 5.5M模拟信号进行模数转换 ,降低了后续传输过程中的干扰。为 32 0× 2 4 0凝视型非制冷红外热像仪的研制打下了基础。     

红外焦平面探测器的输入电路性能分析

在混合式红外焦平面阵列中，探测器和读出电路之间的耦合是通过输入电路完成的。本文论述了输入电路在焦平面传输中的作用，分析了焦平面输入电路的性能，讨论了焦平面输入电路对红外焦平面阵列探测器设计的影响。     

虚拟仪器在128×128热释电IRFPA联调及成像中的应用

本文介绍了128×128热释电红外焦平面阵列的联调及成像实验系统。虚拟仪器技术的应用,为非制冷红外焦平面成像器件的研制和开发提供了一种成本低、方便灵活的实验验证手段和方法。实验获取了清楚的红外热像,为热释电红外焦平面阵列的进一步研制和改进奠定了良好基础。