读出电路

摘要： 石墨烯光电探测器具有兼容性好和宽波段响应等优势,其读出电路可类似于微测辐射热计等传统探测器。然而,石墨烯光电探测器一般属于光子型,其响应度、功耗和积分时间等具有显著差异。针对纯石墨烯、石墨烯-硫化铅异质结、硫化铅和典型微测辐射热计4种探测器,结合实测器件参数,进行读出电路的对比研究。仿真结果表明:由于其较高的响应度,实现相同的输出电压,石墨烯-硫化铅异质结探测器所需的积分时间最少,更利于高帧频应用。另一方面,与微测辐射热计相比,石墨烯探测器具有较高的功耗,而分析表明合理的器件结构设计可有效减小功耗。本文的研究工作可为二维材料等新型光电探测器的读出电路选择和参数设计提供参考。

摘要： 在红外焦平面阵列系统成像过程中,读出电路作为重要组成部分,其噪声大小以及信号处理能力决定了系统成像的质量。文中针对红外焦平面阵列设计了一种具有高线性度、低噪声的读出电路模拟通路结构,该结构主要包括像素单元、电平移位器和相关双采样电路,可以有效抑制电路中存在的FPN噪声。为了验证电路的性能,采用CSMC 0.18μm 3.3 V工艺进行验证,仿真结果表明,输入电流在60~500 pA范围内变化时,电路的线性度为0.9994;在输入电流为500 pA时,电路输出噪声为150μV,动态范围为79 dB。

摘要： 为提高动态范围,提出一种针对InGaAs焦平面电容负反馈放大型输入级的残差时间计数型两步式脉冲频率调制数字读出电路。建立了电容负反馈放大型输入级的脉冲频率调制数字化理论转换模型,分析了积分电容残余电荷和复位遗失电荷引起的转换误差和线性度问题。基于0.18μm CMOS工艺设计了线列光谱组件用双积分电容残差时间计数型两步式脉冲频率调制数字化结构,改善了转换误差和线性度,实现了16位粗略转换与最大16位精细转换的融合,为短波红外光谱组件的野外复杂场景应用提供了一种大动态范围的数字读出方案。

摘要： 随着空间遥感相机性能的不断提升,采用更大规模、更多谱段的红外焦平面阵列是未来航天用红外探测器的发展趋势,以满足相机大视场、高分辨率及多光谱探测的能力。目前,单探测器模块的研制受到探测器材料、硅读出电路加工工艺的限制,探测器规模、分辨率、谱段数量等指标无法满足使用要求。因此,通过机械拼接或光学拼接的方式制备大规模、多谱段红外焦平面阵列是必须的工程途经。本文对航天工程用大规模、多谱段红外探测器拼接方式进行了对比分析,给出了各种常见拼接方式的特点,总结了关键技术和核心指标。

摘要： 非制冷红外焦平面读出电路具有低功耗、高分辨率等特点,并且具有电路结构简单、低功耗、高清晰度的电路芯片,其主要用于红外成像设备。基于TSMC 0.18μm工艺,研究并设计了一种384×288像元阵列非制冷红外焦平面读出电路,包含非均匀消除模块、像元电路模块和电容反馈互导放大器(CTIA)。对电路进行仿真,结果显示积分电压具有较好的线性和放大效果。

摘要： 非制冷红外焦平面阵列(IRFPA)读出电路由于工艺制造或受环境条件的影响在正常运行时会产生非均匀性。针对传统电路存在的非均匀性问题,设计了基于12μm像元的非均匀性校正电路,该新型非均匀校正电路采用共源共栅电流镜产生电流,并且通过调节比例电流支路输出不同比例的电流,加入放大器负反馈结构提高电流精度,对像元阵列产生的非均匀性进行补偿。在TSMC 0.18μm工艺条件下进行仿真测试,新型校正电路进行校正之后,校正电流为368 nA。积分电流为44.24 nA,积分电路(CTIA)输出电压为3.81 V,积分时间缩短为255.43 ns,在不同的温度条件下,非均匀性问题降为3%以下,输出电压更稳定,满足设计条件。

摘要： 主要研究红外探测器读出电路的输入级设计,针对短波红外信号,电容反馈互导放大器型(CTIA)读出电路具有高注入效率的特点.本文设计了一种带有背景暗电流抑制的CTIA型读出电路输入级结构,该结构在77 K低温环境,大于300μs的长积分时间工作.探测器接收短波小信号,注入电流0～800 pA,与传统的CTIA型读出电路输入级相比,有效实现对背景暗电流的抑制作用,提供探测器偏压的稳定度提高93.2％,同时,积分线性度达到99.97％,具有良好的积分均匀性、灵敏度和动态范围.

摘要： 针对芯片制造和应用环境引入的大寄生电容严重降低飞法级电容传感器读出电路输出动态范围的问题,提出了一种带有自动增益控制的电容传感器全差分读出电路.该电路采用基于开关电容电路实现电容电压转换,利用带3位自动增益控制的全差分放大器放大传感器信号并自适应地抑制大寄生电容产生的电压;放大器输出的差分电压信号由一个12位逐次逼近型模数转换器转换为数字量并输出.该电路采用0.18μm CMOS工艺设计实现,电源电压为3.3 V.仿真结果表明,该电路的电容检测范围大于1pF,检测精度小于1fF,能容忍的寄生电容范围为2～10pF,单次测量时间为1.2 ms.该电路的功耗为1.8 mW,版图面积为1.2 mm×0.89 mm,可应用在电容型触摸屏和微型加速度计等设备中以提高电容测量的精度.

摘要： 基于SST闪存工艺,设计了一款温度系数可抵消并且电压波动可跟随的参考电流基准,作为闪存读出放大电路的基准电流。该电路在GF 55nm的嵌入式闪存工艺上完成多次流片,测试结果表明该电路可工作在1.5~3.6V电压范围,-50C~150°C温度范围,实现11ns的读出速度,以及10万次的读写。

摘要： 研制出一款小像元10μm中心距红外焦平面探测器CMOS(complementary metal oxide semiconductor)读出电路ROIC(read out integrated circuit).读出电路设计包括积分后读出(integration then reading,ITR)和积分同时读出(integration while reading,IWR)模式,ITR模式下有2档增益,电荷满阱容量分别为4.3 Me-和1.6 Me-,其他功能包括抗晕、串口功能控制以及全芯片电注入测试功能.读出电路采用0.18μm工艺,电源电压3.3 V,测试结果表现出良好的性能:在77 K条件下,全帧频100 Hz,读出电路噪声小于0.2 mV.本文介绍了该款读出电路设计的基本架构,分析了在小的积分电容下电路抗干扰能力的设计.在测试过程中,发现了盲元拖尾现象,分析了拖尾现象产生的原因,为解决拖尾现象设计了抗晕管栅压产生电路,最后给出了整个电路的测试结果.

摘要： 为满足高分辨率高速采样可见光成像探测要求,本文设计了一种具有6M采样频率的四采样长线列CMOS探测器.通过减小四采样后的第一级P跟随管宽长比降低总线寄生电容,和减小P跟随负载管偏置电压增加驱动电流,缩小信号延迟,使读出电路的采样频率由原来的2MHz增加到6MHz,有效地提高了长线列可见光CMOS探测器的读出频率.为实现真正相关双采样降低器件等效输入噪声,采用了CTIA积分放大器后接四采样跟随电路.通过测试,该CMOS探测器在积分时间为200us、光敏面面积为20um×18um的情况下其等效输入噪声电子数小于50e,在采样速率为6MHz的情况下能稳定工作,其线性度、输出摆幅、灵敏度等方面都能满足整机系统对CMOS探测器的指标要求.该CMOS探测器的研制为未来超高分辨率高速成像探测奠定了重要的理论基础和实用基础.

摘要： 为提高红外探测系统的性能,利用一级共源共栅结构设计了一种红外探测器读出电路,在CDS相关双采样前增加一个相位自补偿电容提高电路稳定性.通过仿真分析,该补偿电容能使CTIA放大器输出过冲电压从76mV降低到4.9mV,信号稳定时间缩小到原来的1/10,完成设计流片后对该读出电路进行了性能测试,电路输出噪声变小,低于0.5mV,电路从常温到低温均能正常工作,输出信号摆幅大于2V,读出电路与探测器互连后在低温77K下工作状态稳定,克服了传统电路在低温下易振荡的现象,系统抗干扰能力得到明显提高.

摘要： 本文主要论述了一种基于CMOS图像传感器读出电路的低噪声实现方法,通过对读出电路的整体构架设计,最大限度的抑制读出电路等效输入噪声.同时,详细分析了像元输出噪声,构建了整体噪声模型,设计了最优化的序控制电路,以达到消除像元输出噪声、抑制读出电路等效输入噪声的目的.设计采用了将DPGA置为读出电路的第一级,该DPGA具有CDS功能,可消除像元的KTC噪声并抑制低频1/f噪声,通过对DPGA增益的调整还可抑制读出电路等效输入噪声,最终达到抑制噪声和增大动态范围的目的,满足项目的关键设计指标要求.

摘要： 近20年来,由于电信业滤波器应用的驱动,基于压电薄膜的薄膜体声波(FBAR)技术取得了显著的进展.本文综述了FBAR传感器的进展,重点是FBAR高灵敏度传感器、FBAR谐振式传感器及其高频读出电路;首次提出了采用六端口反射计实现FBAR换能器的射频频率偏移信号读出、基于单片微波集成电路(MMIC)或低温共烧陶瓷(LTCC)工艺制备的六端口网络构建集成FBAR传感器的原创设想.

摘要： 远紫外光子计数成像探测技术,就是通过探测微弱的单光子信息,记录每个单光子位置,在一定时间累计之后达到总体成像的目的.电子读出电路是该探测器的核心,设计了前端模拟电路对探测器信号进行放大和整形,分析了影响计数率的主要因素,最终前端模拟电路采用A225芯片作为前置放大器,并设计整形电路,相应的仿真和实测结果表明,电路设计合理,计数率可达200kHz.

摘要： 本文设计了一种MEMS加速度传感器的低功耗前端读出电路,读出电路采用设计要求带内动态范围达到120dB.设计的电路模块包括包括基准电压、基准电流及偏置模块,多相时钟同步模块,可编辑电容补偿阵列,读出放大器及其外围开关电路.基于MIXIC 0.5um CMOS工艺进行电路设计、版图设计和芯片制造,测试结果表明达到设计要求。

摘要： 读出电路的良好性能体现在提供稳定的探测器偏压,输出信号的高注入效率和高线性度等方面.放大器是读出电路的核心部分,因此它的设计至关重要.文中通过对电容反馈跨阻放大器(CTIA)型读出电路建立等效电路模型,指出放大器的增益与这三项指标的确定关系,并提出一种高增益的共源共栅放大器结构,通过Hspice仿真说明了这种结构与传统结构在偏压稳定、注入效率和输出线性度方面的优势。为实现读出电路阵列的串行读出,数字模块利用三个输入脉冲信号产生读出电路所需的行列控制信号和积分采样信号,并且实现积分时间可调和行同步输出功能.

摘要： 随着IPHONE手机以及WII体感游戏的普及,MEMS传感器具有广大的市场和研发趋势.作为一种典型的MEMS传感器,电容式MEMS传感器以及后端的读出电路也得到了更多的关注和重视.首先介绍了电容式MEMS传感器的特点和应用;随后介绍和分析了几种常用的读出电路;并在CSMCOS工艺下仿真和测试了电路的输出性能，同时,提取了这几种电路的典型结构;最后,给出了在SPECTRE测试的结果,并总结了这几种电路的优缺点,为进一步的ASIC设计提供了很好的参考和分析。

摘要： 直流超导量子干涉仪(dc SQUID)结合读出电路可以测量微弱磁场信号,设计合理可用的读出电路是基于dc SQUID的无损检测关键技术之一.在这项研究中,改善了磁通锁定环路(flux-locked loop,简称FLL),进行了基于dc SQUID直接读出FLL仿真,利用PSPICE可直观地仿真系统的动态特性,通过仿真研究了影响直接读出FLL性能的关键参数,这些参数包括偏置电流、结电容、结电阻和反馈电阻以及反馈回路对系统输出的影响,对于高性能的FLL设计具有很大的参考价值.

摘要： 本文提出一种差分电容MEMS加速度传感器仿真模型。该仿真模犁可以结合读出电路在SPICE等仿真器中进行系统仿真。仿真结果显示该模型能够较好地模拟MEMS敏感器件的特性，为系统仿真提供很大的便利。

摘要： 本发明涉及一种读出电路包括一个或多个像素读出模块，配置为将光电二极管输出的电流信号转化为电压信号，每个所述像素读出模块包括第一源跟随器；一个或多个列级传输模块，其中每个所述列级传输模块包括第二源跟随器；输出级传输模块，配置为对所述一个或多个列级传输模块的输出信号进行缓冲；其中所述输出级传输模块电连接在其输出端与第一输入端之间的、与所述第一源跟随器相应的第一校准单元和与所述第二源跟随器相应的第二校准单元，二者共同配置为对所述输出级传输模块的输出信号进行校准以消除所述第一和第二源跟随器引入的偏差。本发明还涉及一种探测设备。

摘要： 本发明公开了一种红外探测器读出电路铟凸点制备方法及制得的红外探测器读出电路，本发明通过在读出电路上涂覆光刻胶，并在读出电路的预设位置制备铟凸点，再去除光刻胶上的铟层，然后在铟凸点上重复镀铟、去除光刻胶上的铟层，直到得到预设高度的铟凸点，从而有效解决了现有技术中对小间距红外探测器铟凸点的制备高度不能满足要求的问题。

摘要： 本申请提供了一种电流读出电路及忆阻器阵列列电流读出电路，其中，电流读出电路包括：偏置电路、深度负反馈电路、电流衰减电路和积分点火电路；电流衰减电路分别与偏置电路、深度负反馈电路、积分点火电路连接；深度负反馈电路还与偏置电路连接，并均连接忆阻器阵列电路的列线输出端；偏置电路用于为深度负反馈电路提供合适的偏置；深度负反馈电路用于将忆阻器阵列电路的列线电压进行箝位；电流衰减电路用于将忆阻器阵列电路的列线电流进行预设比例衰减，并将衰减后的电流输入积分点火电路，以使积分点火电路输出数字脉冲信号。本申请能够实现忆阻器阵列电路列电流的高效准确读取，提高基于忆阻器阵列实现乘累加运算的计算准确度。

摘要： 本发明公开了一种数制备红外焦平面读出电路的方法及红外焦平面读出电路，本发明通过采用高线性度数模转换器以及两级量化完成像素级AD转化，并与TDI技术相结合，以实现超大电荷处理能力、高灵敏度、高集成度的红外焦平面探测器读出电路设计，从而有效解决了现有技术中TDI型红外焦平面数字化读出电路不能很好的进行降噪的问题。

摘要： 本发明公开了一种单管脚输入读出电路组件及读出电路，包括计数模块，被配置为基于复位信号执行计数，并在计数结束的情况下，输出计数停止信号；触发模块，被配置为在接收计数停止信号之前，且接收到串行输入数据的指定标识的情况下，输出数据有效指示信号；串并转换模块，被配置为接收所述串行输入数据和默认值，并在接收到所述数据有效指示信号的情况下，选择所述串行输入数据作为有效输入，执行并行转换，在未接收到所述数据有效指示信号的情况下，选择所述默认值作为有效输入。本公开的读出电路能够实现单管脚输入控制多个控制字的写入，减少外围管脚的数量，降低探测器后续应用的难度，提高芯片的稳定性。

摘要： 本发明公开了一种光电成像阵列的读出电路、读出电路校准方法及系统，涉及集成电路技术领域，解决了现有读出电路CDS电容和MDAC中的反馈电容存在随机偏差，导致MDAC输出电压超过后级ADC的输入电压范围的问题，其技术方案要点是：通过增加一个饱和检测电路判断backend ADC输出是否饱和，当饱和检测电路检测到backend ADC的输出饱和时，通过SPICFG来配置DAC输入，进而使积分器输出电压与SUBADC参考电压相等，达到检测积分器中采样电容和MDAC中反馈电容的比例偏差，自动调整SUBADC的参考电压，确保整个信号链路工作正常的目的。

摘要： 本申请公开了一种读出电路、存储芯片的读出电路的调试方法及装置。该读出电路包括：电流比较器，电流比较器的第一输入端与第一选通器件的漏极连接，第一选通器件的栅极接入钳位电压，第一选通器件的源极与阻性存储器单元连接，其中，阻性存储器单元存高电平信号或低电平信号；电流比较器的第二输入端与第二选通器件的漏极连接，第二选通器件的栅极接入参考电压，第二选通器件的源极与可调电阻电路连接。通过本申请，解决了相关技术中存储器的读出电路的比较器存在失调电流，且参考电阻阻值不准确，导致读错误率高的问题。

摘要： 本申请提供了一种电流读出电路及忆阻器阵列列电流读出电路，其中，电流读出电路包括：偏置电路、深度负反馈电路、电流衰减电路和积分点火电路；电流衰减电路分别与偏置电路、深度负反馈电路、积分点火电路连接；深度负反馈电路还与偏置电路连接，并均连接忆阻器阵列电路的列线输出端；偏置电路用于为深度负反馈电路提供合适的偏置；深度负反馈电路用于将忆阻器阵列电路的列线电压进行箝位；电流衰减电路用于将忆阻器阵列电路的列线电流进行预设比例衰减，并将衰减后的电流输入积分点火电路，以使积分点火电路输出数字脉冲信号。本申请能够实现忆阻器阵列电路列电流的高效准确读取，提高基于忆阻器阵列实现乘累加运算的计算准确度。

摘要： 本发明涉及一种读出电路包括一个或多个像素读出模块，配置为将光电二极管输出的电流信号转化为电压信号，每个所述像素读出模块包括第一源跟随器；一个或多个列级传输模块，其中每个所述列级传输模块包括第二源跟随器；输出级传输模块，配置为对所述一个或多个列级传输模块的输出信号进行缓冲；其中所述输出级传输模块电连接在其输出端与第一输入端之间的、与所述第一源跟随器相应的第一校准单元和与所述第二源跟随器相应的第二校准单元，二者共同配置为对所述输出级传输模块的输出信号进行校准以消除所述第一和第二源跟随器引入的偏差。本发明还涉及一种探测设备。

摘要： 一种CMOS图像传感器的读出电路以及一种CMOS图像传感器读出电路去横纹噪声的方法。所述CMOS图像传感器的读出电路包括：信号发生器，适于提供斜坡信号；伪像素阵列，适于在所述CMOS图像传感器的像素阵列的供电电压源下传输斜坡信号，输出噪声斜坡信号，包括至少一个伪像素单元，每个伪像素单元包括伪源极跟随器以及与伪源极跟随器对应串联的伪行选晶体管，每个伪像素单元的伪源极跟随器的漏极耦接至所述CMOS图像传感器的像素阵列的供电电压源，每个伪像素单元的伪行选晶体管的源极耦接在一起并输出噪声斜坡信号；比较器阵列，适于在工作时，将噪声斜坡信号与像素阵列的输出位线信号进行差分处理。上述方案能够有效抑制来自像素阵列电源的横纹噪声。