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题名超高行频高灵敏度短波红外焦平面读出电路研究
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作者
景松
黄松垒
李淘
杨睿杰
张镇锋
李雪
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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红外成像材料与器件重点实验室
无锡中科德芯感知科技有限公司
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出处
《半导体光电》
北大核心
2025年第1期167-171,共5页
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基金
中国科学院青年创新促进会项目(2020245)。
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文摘
针对食品色选以及医疗成像的应用,设计了一款适用于短波红外InGaAs焦平面的高行频高灵敏度1024×1元线列读出电路。读出电路输入级采用CTIA结构,具有较高的注入效率,针对微光、强光等不同应用场景,设计四档积分电容,其中最高增益档积分电容为10 fF。研究单元电路输出级瞬态响应,优化开关管尺寸、设计高带宽运放以减小关键节点时间常数,进而降低输出级运放噪声,提高动态范围。优化读出电路版图电源网络,抑制功耗过高引起的压降问题。经标准CMOS 0.18μm工艺开展读出电路加工,并与像元中心距12.5μm光敏芯片匹配耦合,读出电路采用边积分边读出工作模式。结果表明,1024×1元线列焦平面功耗为118.8 mW,动态范围为71 dB,积分电容为10 fF档位时噪声小于3.13 mV,实现了40 kHz超高行频读出。
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关键词
读出电路
高行频
动态范围
低噪声
电源压降
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Keywords
readout circuit
high-line-frequency
dynamic range
low noise
i-r drop
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分类号
TN215
[电子电信—物理电子学]
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