一种快速稳定的非制冷红外焦平面读出电路制造技术

本实用新型专利技术公开了一种快速稳定的非制冷红外焦平面读出电路，包括微辐射热计单元电路阵列、列级放大电路以及偏压稳定电路；其中：微辐射热计单元电路阵列，将微辐射热计逐行选通，接入读出通道；列级放大电路为微辐射热计提供偏压并将感应电流滤波、放大并转换为输出电压，然后逐行逐列输出到片外；偏压稳定电路在微辐射热计单元换行时引入自适应驱动电压，提供换行所需的驱动电流，保证偏压快速稳定。本实用新型专利技术的非制冷红外焦平面读出电路能够在低温工作时快速稳定，保证最大积分时间以便降低探测器的NETD。

A fast and stable uncooled infrared focal plane readout circuit

【技术实现步骤摘要】
一种快速稳定的非制冷红外焦平面读出电路
本技术涉及红外成像技术，特别是涉及红外成像技术中的一种快速稳定的非制冷红外焦平面读出电路。
技术介绍
目前，非制冷红外成像技术在军事、工农业、医学、天文等领域有着重要的应用。作为非制冷红外成像技术核心的红外焦平面阵列，包括红外探测器阵列和读出电路两部分。其中，微测辐射热计焦平面阵列(FPA)具有较高的灵敏度，是应用最广泛的一种非制冷红外焦平面阵列，其工作原理是热敏材料吸收入射的红外辐射后温度改变，从而引起自身电阻值的变化，通过测量其电阻值的变化探测红外辐射信号的大小。微测辐射热计普遍采用微机械加工技术制作的悬臂梁微桥结构。桥面沉积有一层具有高电阻温度系数(TCR)的热敏材料，桥面由两条具有良好力学性能并镀有导电材料的桥腿支撑，桥腿与衬底的接触点为桥墩，桥墩电学上连接到微测辐射热计下的硅读出电路(ROIC)上。通过桥腿和桥墩，热敏材料连接到读出电路的电学通道中，形成一个对温度敏感并连接到读出电路上的像素单元。读出电路的作用则是完成微测辐射热计(以下简称像元)信号的处理和读出，读出电路对红外成本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种快速稳定的非制冷红外焦平面读出电路，其特征在于包括微辐射热计单元电路阵列(20)、列级放大电路(10)以及偏压稳定电路(30)；其中：/n所述微辐射热计单元电路阵列(20)，将微辐射热计逐行选通，接入读出通道；/n所述列级放大电路(10)为微辐射热计提供偏压并将感应电流滤波、放大并转换为输出电压，然后逐行逐列输出到片外；/n所述偏压稳定电路(30)在微辐射热计单元换行时引入自适应驱动电压，提供换行所需的驱动电流，保证偏压快速稳定。/n

【技术特征摘要】
1.一种快速稳定的非制冷红外焦平面读出电路，其特征在于包括微辐射热计单元电路阵列(20)、列级放大电路(10)以及偏压稳定电路(30)；其中：
所述微辐射热计单元电路阵列(20)，将微辐射热计逐行选通，接入读出通道；
所述列级放大电路(10)为微辐射热计提供偏压并将感应电流滤波、放大并转换为输出电压，然后逐行逐列输出到片外；
所述偏压稳定电路(30)在微辐射热计单元换行时引入自适应驱动电压，提供换行所需的驱动电流，保证偏压快速稳定。


2.如权利要求1所述的快速稳定的非制冷红外焦平面读出电路，其特征在于：
所述列级放大电路(10)包括热学短路微测辐射热计电阻Rd、饱和管M1、饱和管M2、运放opint、积分电容C及其复位开关￠rst，其中热学短路微测辐射热计电阻Rd的输入为偏压Vsk、饱和管M2的输入为偏压Veb、饱和管M1的输入为偏压Vfid、运放opint的输入为偏压Vref；
所述微辐射热计单元电路阵列(20)包括测辐射热计电阻Rs[i]、选择开关Sel[i]，其中i∈[0,N-1]；所述微辐射热计单元电路阵列(20)上下相互连接构成了1列微辐射热计阵列，每个微辐射热计都是首尾相连在一起的；
所述偏压稳定电路(30)包括钳位电压产生电路、驱动运放和钳位开关swc；
所述钳位电压产生电路包括电阻Rdm2、电阻Rsm2、饱和管M1m2、饱和管M2m2以及常通开关；
所述钳位电压产生电路的输出电压Vclamp，通过驱动运放和开关swc将节点VsN的电压钳制为Vclamp；所述钳位开关可以用NMOS开关或者PMOS开关亦或者CMOS传输门来实现；
所述电阻Rdm2一端连接电压Vsk，另一端连接饱和管M2m2的源端，所述电阻Rdm2既可以是热学短路微测辐射热计电阻，也可以是集成电路工艺制作的多晶硅电阻或者阱电阻；
所述饱和管M2m2的源端接偏压Veb；
所述饱和管M1m2的源端和漏端均与饱和管M2m2的漏端相连，而饱和管M1m2则通过常通的开关连接到电阻Rsm2；
所述常通开关...

【专利技术属性】
技术研发人员：谭果，李煜，李欣，王懿，卢蕊，
申请(专利权)人：昆明物理研究所，
类型：新型
国别省市：云南;53