红外焦平面读出电路集成数字输出.pdfVIP

第44卷第6期 红外与激光工程 2015年6 月 Vol.44No.6 InfraredandLaserEngineering Jun. 2015 红外焦平面读出电路集成数字输出 1,2 1,2 1,2 1,2 1 高 磊 ，翟永成 ，梁清华 ，蒋大钊 ，丁瑞军 (1. 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，上海 200083； 2. 中国科学院大学，北京 100049) 摘 要院为了实现红外焦平面数字化输出，设计了一种集成片上模数转换的焦平面读出电路，包括一 个512伊512的读出电路单元阵列和列共享的逐次逼近寄存器型模数转换器(SAR ADC)。单元读出电 路采用了直接注入(DI)结构作为输入级，输出的信号通过多路传输送到模数转换器。设计的逐次逼近 型的模数转换器中的比较器采用的是由前置放大器、锁存器、自偏置差分放大器和输出驱动器组成的 高速比较器，数模转换器(DAC)采用的是三段式的电荷按比例缩放和电压按比例缩放相结合的结构。 在Cadence和Synopsys设计平台下对模拟和数字部分电路分别进行设计、仿真与版图设计。电路工艺 采用GLOBALFOUNDRIES公司0.35滋m CMOS 3.3V 工艺加工流片。测试结果显示SAR ADC有效 位数为8.2位，转换频率超过150k Samples/s，功耗低于300滋W，满足焦平面100帧频以及低功耗的 需求。 关键词院红外焦平面； 读出电路； 片上ADC； SAR； DAC 中图分类号院TN21 文献标志码院A 文章编号院1007-2276(2015)06-1686-06 IRFPA ROIC integrated digital output 1,2 1,2 1,2 1,2 1 Gao Lei , Zhai Yongcheng , Liang Qinghua , Jiang Dazhao , Ding Ruijun (1. Key Laboratory of Infrared Imaging Materials and Detectors, Shanghai Institute of Technical Physics, Chinese Academy of Sciences, Shanghai 200083, China; 2. University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China) Abstract: In order to achieve infrared focal plane digital output, an IRFPA readout circuit integrated on鄄 chip ADC was designed, including a 512伊512 cell array readout circuit and shared the successive approximation register analog to digital converters (SAR ADC). Unit readout circuit using direct injection (DI) structure as the input stage, the output signal was s