帶背景抑制的紅外讀出電路設(shè)計(jì).pdf

1、在許多紅外熱成像應(yīng)用中，紅外系統(tǒng)需要探測(cè)大背景電流下的微弱信號(hào)電流，尤其在使用長(zhǎng)波紅外焦平面陣列時(shí)，背景電流會(huì)比信號(hào)電流大幾個(gè)數(shù)量級(jí)。在這種情況下，與其它噪聲相比，大背景電流引起的散粒噪聲成為紅外焦平面陣列的主要噪聲。因此，在電路的積分過(guò)程中對(duì)背景電流進(jìn)行抑制，只對(duì)信號(hào)電流積分，延長(zhǎng)積分時(shí)間，能有效提高紅外焦平面陣列最大信噪比及探測(cè)微弱信號(hào)的能力。
　　 本文首先介紹了紅外焦平面陣列的發(fā)展現(xiàn)狀，闡述了紅外讀出電路背景抑制的目的和

2、意義。其次，分析比較了各種傳統(tǒng)背景抑制技術(shù)優(yōu)缺點(diǎn)，明確了背景抑制技術(shù)的改進(jìn)方向。再次，基于CSMCDPTM（雙晶三鋁）0.5μm CMOS工藝設(shè)計(jì)了一種帶背景抑制的紅外讀出電路，包括單元電路陣列、列運(yùn)放、輸出緩沖器、行選擇電路和列選擇電路五部分。該讀出電路采用新型背景抑制技術(shù)，背景抑制電流源由三個(gè)MOS管串聯(lián)組成，其中一個(gè)為開(kāi)關(guān)管，另外兩個(gè)為背景抑制電流產(chǎn)生管，通過(guò)控制開(kāi)關(guān)管的導(dǎo)通與關(guān)斷，可使背景抑制電流源在積分過(guò)程中間斷性地產(chǎn)生背景抑

3、制電流。開(kāi)關(guān)管導(dǎo)通時(shí)，兩個(gè)背景抑制電流產(chǎn)生管工作在強(qiáng)反型區(qū)，減小了由工藝失配（尤其是閾值電壓變化）和噪聲所引起的單元電路間背景抑制電流的變化，降低了電路的背景抑制非均勻性；同時(shí)這兩個(gè)管子構(gòu)成了自級(jí)聯(lián)結(jié)構(gòu)，減小了溝道長(zhǎng)度調(diào)制效應(yīng)，背景抑制電流不隨積分電壓變化，提高了電路的線(xiàn)性度。最后，完成了整個(gè)讀出電路的版圖設(shè)計(jì)，并進(jìn)行了流片測(cè)試。
　　 對(duì)測(cè)試芯片的測(cè)試結(jié)果表明：所設(shè)計(jì)帶背景抑制的紅外讀出電路的背景抑制非均勻性為1.23％；線(xiàn)性