一种面向大面阵焦平面阵列的低功耗多功能读出电路设计

大面阵焦平面成像探测器需要具有随机开窗和反转读出功能,同时需要降低功耗。文章基于标准数字电路设计流程。设计了一种新型的基于格雷码编码规律的寻址计数器,用于对阵列的行地址和列地址进行寻址,提高了寻址的可靠性。对设计进行RTL级仿真,结果表明该设计能够实现任意开窗和反转读出功能。采用TSMC90工艺库对1024×1024阵列规模的RTL级设计进行分析计算,结果显示供电电压为3.3V时,寻址计数器功耗仅为19.56μW,整体设计功耗仅为58.75μW,适用于大面阵焦平面读出电路的设计。     

一种新颖的带背景抑制红外读出单元电路

设计了一种带新型背景抑制技术的红外读出电路,该电路通过控制开关管的导通与关断,使背景抑制电流源在积分过程中间断性地产生背景抑制电流.同时,背景抑制电流产生管工作在强反型区,减小了由工艺失配和噪声所引起的单元电路间背景抑制电流的变化,降低了电路的背景抑制非均匀性.所提出的读出电路基于CSMC DPTM(双晶三铝)0.5 ...     

一种应用于线列TDI型红外焦平面的数字化读出电路

对于红外焦平面的数字化一直是当前的研究热点之一,如何满足红外焦平面器件的功耗和面积要求,同时还能达到足够高的转换速率和转换精度是目前存在的一个的难点。针对线列TDI型红外焦平面的特点,提出一种新型SAR型ADC的方法并设计相应的读出电路,通过在SMIC 0.18μm工艺下模型的仿真,该读出电路可以达到最高80.2 dB的信噪比的情况下,功耗仅为230μW。     

第三代红外焦平面探测器读出电路

对红外探测器不断增长和提高的需求催生了第三代红外焦平面探测器技术。根据第三代红外探测器的概念,像素达到百万级,热灵敏度NETD达到1 m K量级是第三代制冷型高性能红外焦平面探测器的基本特征。计算结果表明读出电路需要达到1000 Me-以上的电荷处理能力和100 d B左右的动态范围(Dynamic Range)才能满足上述第三代红外焦平面探测器需求。提出在像素内进行数字积分技术,以期突破传统模拟读出电路的电荷存储量和动态范围瓶颈限制,使高空间分辨率、高温度分辨率及高帧频的第三代高性能制冷型红外焦平面探测器得到实现。     

非制冷红外焦平面阵列读出电路的BCB牺牲层接触平坦化(英文)

研究了一种基于BCB材料的牺牲层接触平坦化技术,用于红外焦平面阵列Post CMOS工艺之前对读出电路表面的平坦化,以利于微测辐射热计微桥阵列与读出电路的集成。利用该方法成功将2μm的电路表面突起,平坦化为表面起伏56 nm的平面,可替代会给器件带来颗粒和损伤的化学机械抛光(CMP)技术。并在该平坦层上方成功进行了非晶硅敏感薄膜的沉积、微桥结构的图形化以及同时作为牺牲层的BCB的释放。通过实验研究了BCB膜层的厚度与转速、固化温度的关系,实验发现BCB的收缩率随温度小范围变化,约为30%。研究了BCB的等离子刻蚀特性,表明该材料适合用等离子刻蚀的方法进行接触孔的刻蚀和牺牲层释放。最后,利用BCB牺牲层接触平坦化技术成功地在读出电路(ROIC)芯片上制作了160×120面阵的非制冷红外焦平面阵列。     

基于CMI及差分电流的紫外读出集成电路的研究

本文提出了一种基于电流镜镜像积分(CMI)及差分电流结构的GaN紫外探测器读出电路结构,分析了该读出电路结构的工作原理及特点.通过SPICE对电路结构进行了仿真验证,结果显示该读出电路结构可以对探测器的光响应电流信号进行有效的读取.     

新型低功耗128×128红外读出电路设计

文中介绍了一种新型的128×128红外读出电路中的低功耗设计,包括像素级和列读出级两部分.在像素级设计中,提出了一种新型四像素共用反馈放大器(Quad-Share Buffered Injection,QSBDI)的结构:每个像素的平均功耗为500nW,放大器引入的功耗降低了30%,同时使像素FPN只来源于局部失配.列读出级采用新型主从两级放大列读出结构,其中主放大器完成电荷到电压的转换,从放大器驱动输出总线来满足一定的读出速度.通过SPICE仿真发现,与传统列电荷放大器结构相比,新型结构可节省60%的功耗.     

多谱段线列红外探测器读出电路设计优化

集成电路制造技术的发展使单芯片集成多谱段红外探测器成为可能,其中长线列红外探测器读出电路设计遇到的挑战之一就是寄生效应。针对一款多谱段长线列用读出电路在最小积分电容时行间输出电平差异显著,导致成像出现明暗条纹的现象进行了测试分析,得出复杂的电路版图寄生效应是主要原因。通过优化设计及流片验证,解决了寄生效应导致的成像明暗条纹问题。     

红外焦平面器件开窗寻址电路的设计

基于可综合风格的Verilog HDL技术,采取控制单元与数据通道分离的设计结构,对320×256红外焦平面阵列的开窗寻址电路进行RTL级建模,设计了具有对红外焦平面阵列任意开窗寻址功能和读出顺序可上下左右翻转功能的寻址电路。并在Cadence NC Verilog环境下进行编译与仿真,仿真结果表明整个设计能够实现预期寻址功能,满足IRFPA读出多样化的需求。     

焦平面阵列读出电路研究和应用

焦平面(FPA)如果要获得较好的探测性能,就必须尽可能提高探测器的信噪比.读出电路因为可以很好地改善探测器的性能,获得快速的研究和发展,现已发展出多种结构形式,应用越来越广泛.本文主要介绍了各种读出电路的结构和应用.