延伸波长InGaAs红外焦平面低失调电压读出电路研究
[Abstract]:Extended wavelength In Ga As infrared focal plane is widely used in space remote sensing, military and civil fields. Due to the lattice mismatch of the extended wavelength In Ga As-Guang Min chip with a cutoff wavelength of 2.5 渭 m, the dark current at the same temperature is several orders of magnitude higher than that of the lattice-matched In Ga As Guang Min chip with a response wavelength of 1.7 渭 m. Reducing the dark current of the extended wavelength In Ga As infrared detector has become an urgent problem in practical application. Optimizing the technology of In Ga As materials and devices can effectively reduce the dark current of Guang Min chip. Because the dark current of the detector is closely related to the bias voltage, the bias voltage of Guang Min chip at the coupling interface can also reduce the dark current of Guang Min chip. From the point of view of infrared focal plane readout circuit, this paper studies the design method of reducing the dark current of focal plane by reducing the bias voltage of the coupling interface. Firstly, the development status and trend of extended wavelength In Ga As infrared focal plane are introduced, and several kinds of infrared focal plane coupling interfaces are discussed, and the circuits with dark current and background current suppression are investigated and compared. The Monte Carlo method is used to simulate the relationship between the offset voltage of operational amplifier and the size of each MOS tube, and the design method of the low offset voltage coupling structure of the small pixel array infrared focal plane is discussed. A new design method of CTIA input stage based on Autozero structure is proposed for linear readout circuits. A double power CMOS inverter is used in the negative feedback loop, which eliminates the influence of the leakage current of the switch. The simulation results of the offset voltage of the coupling interface reach 23 渭 V. The test results show that the dark current can be reduced to the order of 10f A by coupling the circuit with an infrared detector with a cut-off wavelength of 1.7 m, which is one order of magnitude lower than the measured dark current at an inverse deviation of 10 MV. When the circuit is coupled with the infrared detector with a cut-off wavelength of 2.5 渭 m, the dark current is reduced by one order of magnitude compared with the measured dark current at reverse bias of 10 MV, and is encapsulated by Dewar and tested at 180K / 200KN / 220KN 240K.
【学位授予单位】:中国科学院研究生院(上海技术物理研究所)
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:TN219
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,本文编号:2429154
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