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题名基于可编程开窗IP核的低功耗读出电路研究
被引量：2
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作者
汪鸿祎
陶文刚
陆逸凡
张永刚
黄松垒
方家熊
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机构
中国科学院上海技术物理研究所传感技术联合国家重点实验室
中国科学院上海技术物理研究所中国科学院红外成像材料与器件重点实验室
中国科学院大学
上海科技大学
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出处
《红外与激光工程》
EI
CSCD
北大核心
2023年第12期139-147,共9页
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基金
国家自然科学基金项目(62175250)
中国科学院青年创新促进会项目(2020245)。
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文摘
红外焦平面探测器正朝着更大规模、高帧频、高集成度的方向发展。在高速目标跟踪探测、感兴趣区域成像等应用场景,需要解决高速读出时面临的功耗较高的难点。文中提出了一种数字IC的可编程开窗IP核设计,并通过采用列级分时选通技术,实现对640×512读出电路列模块的超低功耗优化。像素单元电路包含CTIA输入级、双采样保持结构和跟随输出,折衷优化了面积、噪声和增益等因素。相较于传统用门级电路定制设计实现的开窗方式,可编程开窗数字IP核对于不同面阵规格具有良好的可扩展性,并且可以借助后端软件综合优化版图布局,从而缩短设计周期。实际研制中采用0.18μm标准CMOS工艺完成了中心距15μm的640×512读出电路设计及流片验证,并与640×512元短波红外InGaAs探测器芯片进行了耦合测试,结果表明分时选通技术有效降低了列级电路功耗,电路读出总功耗小于80 mW,列级功耗仅为15 mW,读出速率达到15 MHz,可编程开窗IP核功能正常,可以实现指定区域的开窗功能。
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关键词
可编程随机开窗
分时选通技术
读出电路
铟镓砷
短波红外
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Keywords
programmable arbitrary windowing
time-selection technology
ROIC
InGaAs
short-wave infrared
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分类号
TN215
[电子电信—物理电子学]
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