具有分时背景抑制功能的单元电路设计-激光与红外.PDF

第３９卷　 第１１期　 　 　　　　　　　　　　　　　激 光 与 红 外 Ｖｏｌ．３９，Ｎｏ．１１ 　 ２００９年１１月　 　 　　　　　　　　　　　　ＬＡＳＥＲ　＆　ＩＮＦＲＡＲＥＤ Ｎｏｖｅｍｂｅｒ，２００９ 　　文章编号：１００１５０７８（２００９）１１１２１９０４ ·信号处理电路 · 具有分时背景抑制功能的单元电路设计 周杨帆，谢　亮，夏晓娟，孙伟锋 （东南大学国家专用集成电路系统工程技术研究中心，江苏 南京２１００９６） 摘　要：介绍了一种具有分时背景抑制功能的单元电路，该单元电路适合于大规模２Ｄ红外焦 平面阵列。在减电流电路设计中，自级联管采用长沟道设计，工作在强反型区，各单元电路的 减去电流不易受到工艺偏差的影响，有效地降低了具有分时背景抑制功能的单元电路间的背 景抑制非均匀性（ＢＳＵＮ）。在背景电流为１００ｎＡ，积分时间为２．７ｍｓ，减去电流为３．２８ Ａ，构 μ 成自级联管的两个晶体管阈值电压的最大失配均为１０ｍＶ时，具有分时背景抑制功能的单元 电路间的ＢＳＮＵ为３．３１０％。 关键词：背景抑制；背景电流；读出电路；红外焦平面阵列 中图分类号：ＴＮ２１５　　　文献标识码：Ｂ Ｄｅｓｉｇｎｏｆｐｉｘｅｌｒｅａｄｏｕｔｃｉｒｃｕｉｔｗｉｔｈｔｉｍｅｓｈａｒｉｎｇ ｂａｃｋｇｒｏｕｎｄｓｕｐｐｒｅｓｓｉｏｎ ＺＨＯＵＹａｎｇｆａｎ，ＸＩＥＬｉａｎｇ，ＸＩＡＸｉａｏｊｕａｎ，ＳＵＮＷｅｉｆｅｎｇ （ＮａｔｉｏｎａｌＡＳＩＣＳｙｓｔｅｍＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＲｅｓｅａｒｃｈＣｅｎｔｅｒ，ＳｏｕｔｈｅａｓｔＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｎａｎｊｉｎｇ２１００９６，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｐｉｘｅｌｒｅａｄｏｕｔｃｉｒｃｕｉｔｗｉｔｈｔｉｍｅｓｈａｒｉｎｇｂａｃｋｇｒｏｕｎｄｓｕｐｐｒｅｓｓｉｏｎｈａｓｂｅｅｎｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄｆｏｒ２Ｄｉｎｆｒａｒｅｄｆｏｃａｌ ｐｌａｎｅａｒｒａｙｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒ．Ｉｎｔｈｅｄｅｓｉｇｎｏｆｓｕｂｔｒａｃｔｅｄｃｕｒｒｅｎｔｃｉｒｃｕｉｔ，ｔｈｅｓｅｌｆｃａｓｃｏｄｅｔｒａｎｓｉｓｔｏｒｓａｒｅｄｅｓｉｇｎｅｄｉｎｌｏｎｇ ｃｈａｎｎｅｌａｎｄｗｏｒｋｓｉｎｔｈｅｉｒｓｔｒｏｎｇｉｎｖｅｒｓｉｏｎｍｏｄｅ，ｍａｋｉｎｇｔｈｅｓｕｂｔｒａｃｔｅｄｃｕｒｒｅｎｔｉｎｓｅｎｓｉｔｉｖｅｔｏｖａｒｉａｔｉｏｎｓｉｎｐｒｏｃｅｓｓ． Ｔｈｉｓｃａｎｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙｒｅｄｕｃｅｔｈｅｂａｃｋｇｒｏｕｎｄｓｕｐｐｒｅｓｓｉｏｎｎｏｎｕｎｉｆｏｒｍｉｔｙ（ＢＳＮＵ）ｏｆｐｉｘｅｌｔｏｐｉｘｅｌｒｅａｄｏｕｔｃｉｒｃｕｉｔｓ． Ｗｉｔｈ１００ｎＡｂａｃｋｇｒｏｕｎｄｃｕｒｒｅｎｔ，３．２８ Ａｓｕｂｔｒａｃｔｅｄｃｕｒｒｅｎｔ，２．７ｍｓｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎｔｉｍｅ，ａｎｄ１０ｍＶｔｈｒｅｓｈｏｌｄｖｏｌｔａｇｅ μ ｍｉｓｍａｔｃｈｏｆｓｅｌｆｃａｓｃｏｄｅｔｒａｎｓｉｓｔｏｒｓ，ｔｈｅＢＳＮＵｃａｎｂｅａｓｌｏｗａｓ３．３１０％． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｂａｃｋｇｒｏｕｎｄｓｕｐｐｒｅｓｓｉｏｎ；ｂａｃｋｇｒｏｕｎｄｃｕｒｒｅｎｔ；ｒｅａｄｏｕｔｃｉｒｃｕｉｔ；ｉｎｆｒａｒｅｄｆｏｃａｌｐｌａｎｅａｒｒａｙ １　引　言 电流［８］均易受工艺偏差的影响，单元电路间具有较 在许多红外成像应用中，红外成像系统必须探 大的背景抑制非均匀性（ｂａｃｋｇｒｏｕｎｄｓｕｐｐｒｅｓｓｉｏｎｎｏｎ 测隐藏在高背景下的微弱信号。特别是对于一些长