红外焦平面读出电路片上驱动电路设计

线列红外焦平面读出电路在正常工作时需要提供多路数字脉冲和多路直流偏置电压。本文基于0.5 μm CMOS工艺设计了一款驱动电路芯片,为电容负反馈放大型（CTIA）读出电路（ROIC）提供驱动信号。电路芯片采用带隙基准电路产生低噪声低温漂的直流偏置电压,采用数字逻辑电路生成CLK1,CLK2,RESET等八路数字脉冲。仿真及测试结果表明：驱动电路芯片输出的数字脉冲及偏置电压符合设计值,可驱动CTIA型线列红外焦平面读出电路稳定工作。     

大规模高帧频读出电路高速数据传输模型研究

本文针对大规模高帧频读出电路的数字信号输出建立了高速数据传输模型。首先由集总参数模型得到传输电路3 dB带宽及响应时间常数与各器件参数之间的关系,指明了输出级MOS管的尺寸及传输线负载是决定高速时域响应特性的关键参数。进一步采用分布参数模型,利用Elmore延时模型更精确地确定了响应时间常数的数学解析式,获得了可使带宽最大化的输出级尺寸的最优设计。仿真结果表明,在典型的64×64面阵功耗和面积约束条件下,优化后传输门和复合逻辑门两种三态传输电路的输出3 dB带宽分别可达293 MHz和395 MHz。     

延伸波长InGaAs焦平面用低失调电压输入级电路研究

截止波长为2.5 μm的延伸波长InGaAs探测器在航天航空遥感等领域有着重要应用.由于晶格失配,相同温度下它的暗电流比截止波长为1.7 μm的常规InGaAs探测器高2～3个数量级.从焦平面的耦合接口出发,研究了一种新型的Autozero输入级电路,通过大幅降低输入失调电压来减小耦合接口处延伸波长InGaAs器件的偏置电压和暗电流.在CTIA采样反馈回路中设计了一种双电源电压工作的反相器,通过消除开关管两端电压差抑制了非理想开关漏电对采样失调电压的影响.分析了输入端采样电容和失调电压的关系,优化设计后仿真实现了16.5 μV的低失调电压.     

边积分边读出低噪声红外焦平面读出电路研究

设计了一款低噪声InGaAs焦平面读出电路.提出一种新型相关双采样电路结构,可在边积分边读出模式下有效抑制积分电容(0.15 pF)的KTC噪声.电路经0.5 μn5 V Nwell CMOS工艺流片,测试结果符合设计目标,在高帧频边积分边读出模式下工作状态良好,电路噪声约1.7×10-4V,动态范围大于80 dB.