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| 20MPixel/s高速红外焦平面读出电路设计 | |
| 引用本文： | 黄张成,黄松垒,陈郁,方家熊.20MPixel/s高速红外焦平面读出电路设计[J].光学与光电技术,2014,12(2):69-73. |
| 作者姓名： | 黄张成 黄松垒 陈郁 方家熊 |
| 作者单位： | 黄张成: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, 上海 200083中国科学院红外成像材料与器件重点实验室, 上海 200083 黄松垒: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, 上海 200083中国科学院红外成像材料与器件重点实验室, 上海 200083 陈郁: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, 上海 200083中国科学院红外成像材料与器件重点实验室, 上海 200083 方家熊: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, 上海 200083中国科学院红外成像材料与器件重点实验室, 上海 200083 |
| 基金项目： | 国家重点基础研究发展计划(973计划2012CB619200),国家自然基金(61306064)资助项目 |
| 摘 要： | 针对中大规模红外焦平面对高速读出的需求,研究并设计了一款20MPixel/s红外焦平面高速读出电路。读出电路单元电路由电容负反馈运放输入级、相关双采样、源随输出级电路组成,总线输出级采用基于低功耗推挽运放的跟随器结构。研究了输出级运放像元信号建立时间和负载电容的关系,给出了20 MPixel/s高速读出的负载电容适用范围。采用0.5μm Mixed Signal CMOS工艺研制了一款红外焦平面高速读出电路芯片,和InGaAs光敏芯片耦合后实测读出速率达到20MPixel/s,像元信号之间最大上升时间为17ns。 |
| 关 键 词： | 红外焦平面 高速读出 推挽运放 负载电容 建立时间 |
| 收稿时间： | 2013/11/17 |
Design of 20 MPixel/s High-Speed Readout Integrated Circuit for Infrared Focal Plane Array |
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| HUANG Zhang-cheng,HUANG Song-lei,CHEN Yu,FANG Jia-xiong.Design of 20 MPixel/s High-Speed Readout Integrated Circuit for Infrared Focal Plane Array[J].optics&optoelectronic technology,2014,12(2):69-73. | |
| Authors: | HUANG Zhang-cheng HUANG Song-lei CHEN Yu FANG Jia-xiong |
| Institution: | 1 State Key Laboratory of Transducer Technology, Shanghai Institute of Technical Physics, Chinese Academy of Sciences, Shanghai 200083, China; 2 Key Laboratory of Infrared Imaging Materials and Detectors, Shanghai Institute of Technical Physics, Chinese Academy of Sciences, Shanghai 200083, China ) |
| Abstract: | A 20 MPixel/s high-speed readout integrated circuit（ROIC） is designed in order to satisfy the high-frame-rate readout requirement of large-format infrared focal plane array（FPA）. The ROIC pixel consists of capacitive-feedback trans- impedance amplifier（CTIA） input stage, correlated double sampling circuit（CDS） and source follower. Low power push-pull amplifier is implemented for high speed buffer and the application scope of load capacitor is provided after a detail analysis of relationship between settling time and load capacitor. A high speed ROIC has been fabricated with 0. 5-/~m mixed signal CMOS process and interfaced with InGaAs detector arrays. Test results show that the readout rate achieves 20 MPixel/s and maximum rise time is about 17 ns. |
| Keywords: | FPA high speed readout pull-push load capacitor settling time |
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