高光谱应用的带可调复位时间CDS的低噪声红外焦平面读出电路

O47; 低辐射量的高光谱应用对红外焦平面读出电路(ROIC)提出了低噪声的设计要求.相关双采样(CDS)是常用的减少噪声的结构.本文通过调节钳位和采样保持之间的时间间隔来改进CDS,可灵活消除低频噪声.采用180 nm CMOS工艺设计和制造了640×512规模、15 μm 像元中心距的读出电路.输入级集成了低噪声CTIA与本文提出的可调复位时间CDS(AICDS),所设计的时序产生器使CDS复位时间可以延长0～270个时钟周期.通过延长复位时间减少这个时间间隔,噪声电子数可以由39 e-减少到18.3 e-.SPECTRE仿真结果和实验测试结果证实了提出的AICDS结构可以提升高光谱应用读...

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Published in红外与毫米波学报 Vol. 43; no. 2; pp. 268 - 278
Main Authors 吴双, 梁清华, 陈洪雷, 丁瑞军
Format Journal Article
LanguageChinese
Published 中国科学院大学,北京 100049%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,上海 200083 2024
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,上海 200083
Subjects
低噪声
CDS
readout integrated circuit(ROIC)
correlated double sampling(CDS)
CTIA
可调时间间隔
adjustable interval
capacitive trans-impedance amplifier(CTIA)
高光谱成像
low noise
读出电路
hyperspectral imaging
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ISSN1001-9014
DOI10.11972/j.issn.1001-9014.2024.02.017

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Summary:O47; 低辐射量的高光谱应用对红外焦平面读出电路(ROIC)提出了低噪声的设计要求.相关双采样(CDS)是常用的减少噪声的结构.本文通过调节钳位和采样保持之间的时间间隔来改进CDS,可灵活消除低频噪声.采用180 nm CMOS工艺设计和制造了640×512规模、15 μm 像元中心距的读出电路.输入级集成了低噪声CTIA与本文提出的可调复位时间CDS(AICDS),所设计的时序产生器使CDS复位时间可以延长0～270个时钟周期.通过延长复位时间减少这个时间间隔,噪声电子数可以由39 e-减少到18.3 e-.SPECTRE仿真结果和实验测试结果证实了提出的AICDS结构可以提升高光谱应用读出电路的噪声性能,因此可以广泛应用.
ISSN:1001-9014
DOI:10.11972/j.issn.1001-9014.2024.02.017