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320×256中/长波双色IRFPAs读出电路设计

周杰 丁瑞军 翟永成 梁清华 蒋大钊

周杰, 丁瑞军, 翟永成, 梁清华, 蒋大钊. 320×256中/长波双色IRFPAs读出电路设计[J]. 红外与激光工程, 2015, 44(10): 2880-2885.
引用本文: 周杰, 丁瑞军, 翟永成, 梁清华, 蒋大钊. 320×256中/长波双色IRFPAs读出电路设计[J]. 红外与激光工程, 2015, 44(10): 2880-2885.
Zhou Jie, Ding Ruijun, Zhai Yongcheng, Liang Qinghua, Jiang Dazhao. 320×256 MW/LW dual-color IRFPAs readout circuits[J]. Infrared and Laser Engineering, 2015, 44(10): 2880-2885.
Citation: Zhou Jie, Ding Ruijun, Zhai Yongcheng, Liang Qinghua, Jiang Dazhao. 320×256 MW/LW dual-color IRFPAs readout circuits[J]. Infrared and Laser Engineering, 2015, 44(10): 2880-2885.

320×256中/长波双色IRFPAs读出电路设计

基金项目: 

国家自然科学基金(6070612)

详细信息
    作者简介:

    周杰(1988-),男,博士生,主要从事红外焦平面读出电路设计方面的研究。Email:zheshengzhou143@126.com;丁瑞军(1964-),男,研究员,博士生导师,主要从事红外器件及集成电路研究、分析和评价等方面的研究。Email:dingrj@mail.sitp.ac.cn

    周杰(1988-),男,博士生,主要从事红外焦平面读出电路设计方面的研究。Email:zheshengzhou143@126.com;丁瑞军(1964-),男,研究员,博士生导师,主要从事红外器件及集成电路研究、分析和评价等方面的研究。Email:dingrj@mail.sitp.ac.cn

  • 中图分类号: TN215

320×256 MW/LW dual-color IRFPAs readout circuits

  • 摘要: 中波与长波探测器的光电流及动态输出阻抗存在数量级的差别。为满足积分时间及读出信号信噪比的要求,采用像元间多电容共享的方案,设计了一种高集成度的320256双色红外焦平面读出电路。该电路选用直接注入(DI)结构作为中波输入级,而长波输入级则选用了缓冲注入(BDI)结构。其缓冲放大器采用单边结构,具有高增益、低功耗、低噪声的特点,降低了输入阻抗,提高了注入效率。基于HHNEC 0.35 m 2P4M标准CMOS工艺,完成了芯片的设计与制造。经测试,引入电容共享方案后其有效电荷容量达到70 Me-/像元,电路各项功能正常,在光照条件下,芯片呈现出高的灵敏性。在2.5 MHz读出速率下,中波及长波输出电压范围均大于2 V,非线性小于1%。在100 f/s帧频下,整体功耗小于170 mW。
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出版历程
  • 收稿日期:  2015-02-05
  • 修回日期:  2015-03-13
  • 刊出日期:  2015-10-25

320×256中/长波双色IRFPAs读出电路设计

    作者简介:

    周杰(1988-),男,博士生,主要从事红外焦平面读出电路设计方面的研究。Email:zheshengzhou143@126.com;丁瑞军(1964-),男,研究员,博士生导师,主要从事红外器件及集成电路研究、分析和评价等方面的研究。Email:dingrj@mail.sitp.ac.cn

    周杰(1988-),男,博士生,主要从事红外焦平面读出电路设计方面的研究。Email:zheshengzhou143@126.com;丁瑞军(1964-),男,研究员,博士生导师,主要从事红外器件及集成电路研究、分析和评价等方面的研究。Email:dingrj@mail.sitp.ac.cn

基金项目:

国家自然科学基金(6070612)

  • 中图分类号: TN215

摘要: 中波与长波探测器的光电流及动态输出阻抗存在数量级的差别。为满足积分时间及读出信号信噪比的要求,采用像元间多电容共享的方案,设计了一种高集成度的320256双色红外焦平面读出电路。该电路选用直接注入(DI)结构作为中波输入级,而长波输入级则选用了缓冲注入(BDI)结构。其缓冲放大器采用单边结构,具有高增益、低功耗、低噪声的特点,降低了输入阻抗,提高了注入效率。基于HHNEC 0.35 m 2P4M标准CMOS工艺,完成了芯片的设计与制造。经测试,引入电容共享方案后其有效电荷容量达到70 Me-/像元,电路各项功能正常,在光照条件下,芯片呈现出高的灵敏性。在2.5 MHz读出速率下,中波及长波输出电压范围均大于2 V,非线性小于1%。在100 f/s帧频下,整体功耗小于170 mW。

English Abstract

参考文献 (15)

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