学术论文

      基于CTIA的快照式红外读出电路研究

      红外焦平面阵列是获取景物红外辐射信息的重要光电器件,由红外探测器阵列和读出电路组成。读出电路的性能指标直接影响红外焦平面的性能,高性能的读出电路是确保红外焦平面阵列正常工作的关键。 本课题在分析国内外红外焦平面读出电路现状的基础上,采用电容跨导放大器结构(CTIA),设计了一款320×256红外读出电路。该读出电路采用快照积分模式,能够灵活的控制积分时间,因此可以广泛的应用于多种场合。快照积分模式要求在单元电路内部包含更多的器件,传统的CTIA结构由于结构复杂,很难在30μm×30μm的象元面积内实现。本文提出了基于Cascode的CTIA结...
      红外焦平面阵列是获取景物红外辐射信息的重要光电器件,由红外探测器阵列和读出电路组成。读出电路的性能指标直接影响红外焦平面的性能,高性能的读出电路是确保红外焦平面阵列正常工作的关键。 本课题在分析国内外红外焦平面读出电路现状的基础上,采用电容跨导放大器结构(CTIA),设计了一款320×256红外读出电路。该读出电路采用快照积分模式,能够灵活的控制积分时间,因此可以广泛的应用于多种场合。快照积分模式要求在单元电路内部包含更多的器件,传统的CTIA结构由于结构复杂,很难在30μm×30μm的象元面积内实现。本文提出了基于Cascode的CTIA结构,能够在规定的象元面积内实现包括可选积分电容、带宽限制电容以及反饱和保护功能的完整电路。通过设计复杂的数字控制逻辑电路,实现了多种用户可配置功能,包括能够实现自定义窗口读取,可变读出顺序,可选端口输出等功能。电路全局仿真的结果显示各项功能正常。在此基础上,进行了基于华虹NEC0.35μmCMOS工艺MPW方式的流片。由于受面积限制,参与流片的实际阵列为32×32,虽然阵列规模缩小,但是仍然实现了全部的设计功能。芯片版图设计采用全定制的设计方式,设计完成的32×32阵列读出电路面积为3mm×4mm。针对流片结果,自行搭建测试平台,利用FPGA为测试电路提供控制信号进行芯片的测试。测试结果表明:芯片功能符合设计要求,能够实现自定义窗口读取,可变读出顺序,可选端口输出等功能。
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      作者: 沈科
      授予学位: 硕士
      学位授予单位: 电子科技大学
      导师姓名: 阮爱武
      学位年度: 2009
      语 种: chi
      分类号: TN216
      在线出版日期: 2009年10月19日