1、當(dāng)今的紅外焦平面技術(shù)已發(fā)展成為集紅外材料、光學(xué)、制冷、硅微機(jī)械加工和微電子于一體的高科技綜合技術(shù),它對(duì)國(guó)防建設(shè)有著非常重要的意義,在工業(yè)和民用領(lǐng)域也有著極其廣泛的市場(chǎng)前景。紅外焦平面陣列主要由紅外探測(cè)器陣列和讀出電路陣列兩部分組成。CMOS讀出電路是讀出電路發(fā)展的主流方向,也是紅外焦平面陣列的關(guān)鍵技術(shù)之一,它的性能優(yōu)劣直接影響到紅外焦平面陣列,甚至整個(gè)紅外系統(tǒng)的性能。我國(guó)于上世紀(jì)九十年代才涉足此技術(shù),目前仍處于預(yù)研階段,其水平較西方發(fā)達(dá)

2、國(guó)家尚有不小差距。發(fā)展我國(guó)自己的紅外焦平面陣列技術(shù)已成為當(dāng)務(wù)之急。 針對(duì)以上問(wèn)題,在充分了解國(guó)內(nèi)外的最新研究現(xiàn)狀后,本課題決定設(shè)計(jì)出一種基于QWIP的紅外焦平面陣列讀出電路,以求能夠滿(mǎn)足QWIP陣列的特點(diǎn)要求。在電路的設(shè)計(jì)中首先分析了現(xiàn)有的多種紅外焦平面陣列CMOS讀出電路方案,并對(duì)其中的幾種方案進(jìn)行了細(xì)致的分析和對(duì)比,如DI結(jié)構(gòu)與BDI結(jié)構(gòu)的對(duì)比,并指出了現(xiàn)有技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)和不足之處。然后在對(duì)目前的紅外焦平面CMOS讀出電路技術(shù)的

3、詳細(xì)分析的基礎(chǔ)上,針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的缺陷,結(jié)合模擬和數(shù)字電子技術(shù)、光電子技術(shù)、微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)等多學(xué)科交叉知識(shí),創(chuàng)新性地改進(jìn)了直接注入方式(DI)的紅外焦平面CMOS讀出電路技術(shù)。 本文首先對(duì)幾種典型的CMOS讀出電路方式進(jìn)行了比較,之后針對(duì)本文采用的DI注入方式的讀出電路進(jìn)行了詳細(xì)的理論分析和實(shí)驗(yàn)仿真。該讀出電路具有穩(wěn)定的偏置電壓,較好的暗電流抑制和噪聲抑制功能。對(duì)以后的電路設(shè)計(jì)提供了一個(gè)很好的參考。 本文主要是通過(guò)