抑制背景电流的红外焦平面单元读出电路 - 激光与红外.PDFVIP

第４５卷　 第３期　 　　　　　　　　　　　　　　激 光 与 红 外 Ｖｏｌ．４５，Ｎｏ．３ 　 ２０１５年３月　　　 　 　　　　　　　　　　ＬＡＳＥＲ　＆　ＩＮＦＲＡＲＥＤ Ｍａｒｃｈ，２０１５ 　　文章编号：１００１５０７８（２０１５）０３０３１５０５ ·电子电路 · 抑制背景电流的红外焦平面单元读出电路 潘银松，宋晓亮，何晓龙，麻银金 （重庆大学 光电技术与系统教育部重点实验室，重庆４０００４４） 摘　要：随着非制冷红外焦平面阵列技术的发展，红外读出电路的设计变得越来越重要。设计 了一种带有背景电流抑制功能的红外焦平面单元读出电路，该读出电路在改进后的第一代开 关电流电路的基础上实现背景电流抑制功能。详细阐述了该系统电路的整体架构和工作原 理，并用Ｓｐｅｃｔｒｅ仿真软件实现了电路的仿真。结果表明该方案可以抑制背景电流，实现红外 读出功能。 关键词：非制冷红外焦平面阵列；读出电路；背景电流；开关电流电路；相关双采样 中图分类号：ＴＮ２１４　　文献标识码：Ａ　　ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００１５０７８．２０１５．０３．０１８ Ｒｅａｄｏｕｔｃｉｒｃｕｉｔｏｆｉｎｆｒａｒｅｄｆｏｃａｌｐｌａｎｅｕｎｉｔ ｆｏｒｒｅｓｔｒａｉｎｉｎｇｂａｃｋｇｒｏｕｎｄｃｕｒｒｅｎｔ ＰＡＮＹｉｎｓｏｎｇ，ＳＯＮＧＸｉａｏｌｉａｎｇ，ＨＥＸｉａｏｌｏｎｇ，ＭＡＹｉｎｊｉｎ （ＣｈｏｎｇｑｉｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙＫｅｙＬａｂｏｆＯｐｔｏｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ＆ＳｙｓｔｅｍＭｉｎｉｓｔｒｙｏｆＥｄｕｃａｔｉｏｎ，Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ４０００４４，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｗｉｔｈｔｈｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆｕｎｃｏｏｌｅｄｉｎｆｒａｒｅｄｆｏｃａｌｐｌａｎｅａｒｒａｙｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ｔｈｅｄｅｓｉｇｎｏｆｉｎｆｒａｒｅｄｒｅａｄｏｕｔｃｉｒ ｃｕｉｔｂｅｃｏｍｅｓｍｏｒｅａｎｄｍｏｒｅｉｍｐｏｒｔａｎｔＡｒｅａｄｏｕｔｃｉｒｃｕｉｔｏｆｉｎｆｒａｒｅｄｆｏｃａｌｐｌａｎｅｕｎｉｔｗｉｔｈｓｕｐｐｒｅｓｓｉｏｎｏｆｔｈｅｂａｃｋ ｇｒｏｕｎｄｃｕｒｒｅｎｔｗａｓｄｅｓｉｇｎｅｄＢａｓｅｄｏｎｔｈｅｆｉｒｓｔｇｅｎｅｒａｔｉｏｎｏｆＳＩｃｉｒｃｕｉｔ，ｔｈｅｒｅａｄｏｕｔｃｉｒｃｕｉｔｗａｓｉｍｐｒｏｖｅｄａｎｄｒｅａｌｉｚｅｄ ｔｈｅｓｕｐｐｒｅｓｓｉｏｎｏｆｔｈｅｂａｃｋｇｒｏｕｎｄｃｕｒｒｅｎｔＴｈｅｏｖｅｒａｌｌａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅａｎｄｗｏｒｋｉｎｇｐｒｉｎｃｉｐｌｅｏｆｔｈｅｓｙｓｔｅｍｃｉｒｃｕｉｔａｒｅｅｘ ｐｌａｉｎｅｄｉｎｄｅｔａｉｌ，ａｎｄｔｈｅｃｉｒｃｕｉｔｗａｓｓｉｍｕｌａｔｅｄｂｙＳｐｅｃｔｒｅｓｏｆｔｗａｒｅＲｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｓｃｈｅｍｅｃａｎｓｕｐｐｒｅｓｓｂａｃｋ ｇｒｏｕｎｄｃｕｒｒｅｎｔａｎｄｒｅａｌｉｚｅｉｎｆｒａｒｅｄｒｅａｄｏｕｔｆｕｎｃｔｉｏｎ Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｕｎｃｏｏｌｅｄｉｎｆｒａｒｅｄｆｏｃａｌｐｌａｎｅａｒｒａｙ；ｒｅａｄｏｕｔｃｉｒｃｕｉｔ；ｂａｃｋｇｒｏｕｎｄｃｕｒｒｅｎｔ；ｓｗｉｔｃｈｃｕｒｒｅｎｔｃｉｒｃｕｉｔ；ＣＤＳ １　引　言 红外探测器阵列和读出电路（ＲＯＣ）共同组成 利用ＭＥＭＳ技术可以将探测器单元淀积在硅 红外焦平面阵列，其中读出电路的性能决定着ＩＲＦ 片上形成网状排列的像素。这种排列方式被称为焦 ＰＡ的质量水平。探测器阵列将探测到的微弱信号 平面阵列，整个红外成像的器件通常被称为红外焦 送入读出电路，读出电路负责对信号进行去噪、积分 平面阵列。红外焦平面阵列分为制冷型和非制冷型 放大、采样和