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题名消除CDS折叠效应的增益自适应红外焦平面读出电路
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作者
吴双
张健怡
陈洪雷
丁瑞军
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机构
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
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出处
《红外与激光工程》
EI
CSCD
北大核心
2024年第5期83-94,共12页
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文摘
高动态范围是红外焦平面探测技术的先进发展方向之一。高集成度像元读出电路的动态范围受到小电荷存储容量和噪声的限制。所设计的增益自适应像元读出电路,小信号下为电容反馈跨阻放大器(CTIA),大信号下自动转换为变阻抗电阻反馈跨阻放大器(RTIA),实现小信号大增益、大信号小增益的自动切换,将集成3.86 fF积分电容的CTIA电荷容量拓展到1.63 Me^(–)。在15μm像元中心距的像元内集成相关双采样(CDS)结构,大幅减小噪声。对CDS大信号注入产生的折叠效应进行理论分析,并设计抗折叠结构。采用180 nm 3.3V CMOS工艺,完成640×512规模的读出电路的设计、仿真、流片、测试。测试结果显示,该电路可消除CDS折叠效应,噪声电子数17 e^(–),动态范围拓展到99.66 dB。
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关键词
红外焦平面读出电路
增益自适应
抗折叠cds
CTIA
高动态范围
低噪声
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Keywords
infrared focal plane array readout circuit
adaptive-gain
anti-fold cds
CTIA
high dynamic range
low noise
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分类号
TN215
[电子电信—物理电子学]
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