遥感探测专用基准电压片内自校正的14位模数转换器
发布时间：2021-09-28 19:27
本论文研究并设计了一款遥感探测专用基准电压自校正的14位模数转换器（Analog-to-Digital Converter,ADC）,针对航天领域专用的CMOS图像传感器需具备高感光率、宽动态范围、抗辐照、高精度等特点,对传感器的高集成度、高精度展开研究。芯片使用了两对基准电压降低了电容阵列面积,减小芯片尺寸。此外,采用了一种片内基准电压自校正的算法以保证两对基准电压的精确匹配。本论文的图像传感器的像素阵列大小为160（列）×190（行）,帧速率为3000帧/秒,采用列读出电路的架构。设计的四基准电压逐次逼近寄存器（Successive Approximation Register,SAR）ADC 主要包含数模转换器（Digital-to-Analog Converter,DAC）、比较器以及SAR逻辑,输入差分信号为±2.4 V,采样速度为600kSps,ADC量化时钟为10.8MHz,要求实测精度为12位,功耗不大于700μW。芯片采用Tower Jazz 0.18 μm3.3 V的CMOS图像传感器工艺,DAC的电容阵列选用金属-绝缘体-金属电容（Metal-Insulator-...
【文章来源】：浙江大学浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：93 页
【学位级别】：硕士
【图文】：
图１－１?ＣＣＤ型和ＣＭＯＳ型的阵列结构??工－
图１－２?ＣＣＤ像素点的工作原理??对于ＣＭＯＳ型而百，早期的结构是无源像素图像传感器（（Ｐａｓｓｉｖｅ?Ｐｉｘｅｌ?Ｓｅｎｓｏｒ，??ＰＰＳ），图１－３是由单个开关管和单个光电二极管ＰＤ组成的无源像素结构，它通??过单个开关将曝光得到的信号传输出去。因为除了?ＰＤ之外只有一个额外的管子，??因此这种结构具有特别高的感光率（Ｆｉｌｌ?Ｆａｃｔｏｒ，?ＦＦ），即每个像素中有效感光面积??与像素面积的百分比很大。但是，开关管引入的噪声很大，使得该结构的动态范??围严重受到限制，因此这种结构目前没有更深入被研究。??像素点?ｎ?列??〇ＳＥＬ?Ｙ?输??丄?出??１—「?线??ｕ?Ｍｓｅｌ??ｉ??ＰＤ?」一??＂??２＾?－Ｔ－?Ｃｐｄ??图１－３无源像素结构??有源像素最基本的结构是图１－４所示的三管有源像素（３Ｔ－ＡＰＳ）［５】。它通过有??源器件将信号放大后再输出。首先Ｏｒｓ信号将复位晶体管ＭＲＳ开通，ＰＤ被复位??到Ｖｈｘｅｌ。之后复位晶体管关闭，ＰＤ的Ｎ端电压被寄生的结电容保持。接着像??素点开始曝光。由于耗尽层势阱的存在，光生载流子会不断转移到结表面，形成??３??
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本文编号：3412442
【文章来源】：浙江大学浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：93 页
【学位级别】：硕士
【图文】：
图１－１?ＣＣＤ型和ＣＭＯＳ型的阵列结构??工－
图１－２?ＣＣＤ像素点的工作原理??对于ＣＭＯＳ型而百，早期的结构是无源像素图像传感器（（Ｐａｓｓｉｖｅ?Ｐｉｘｅｌ?Ｓｅｎｓｏｒ，??ＰＰＳ），图１－３是由单个开关管和单个光电二极管ＰＤ组成的无源像素结构，它通??过单个开关将曝光得到的信号传输出去。因为除了?ＰＤ之外只有一个额外的管子，??因此这种结构具有特别高的感光率（Ｆｉｌｌ?Ｆａｃｔｏｒ，?ＦＦ），即每个像素中有效感光面积??与像素面积的百分比很大。但是，开关管引入的噪声很大，使得该结构的动态范??围严重受到限制，因此这种结构目前没有更深入被研究。??像素点?ｎ?列??〇ＳＥＬ?Ｙ?输??丄?出??１—「?线??ｕ?Ｍｓｅｌ??ｉ??ＰＤ?」一??＂??２＾?－Ｔ－?Ｃｐｄ??图１－３无源像素结构??有源像素最基本的结构是图１－４所示的三管有源像素（３Ｔ－ＡＰＳ）［５】。它通过有??源器件将信号放大后再输出。首先Ｏｒｓ信号将复位晶体管ＭＲＳ开通，ＰＤ被复位??到Ｖｈｘｅｌ。之后复位晶体管关闭，ＰＤ的Ｎ端电压被寄生的结电容保持。接着像??素点开始曝光。由于耗尽层势阱的存在，光生载流子会不断转移到结表面，形成??３??
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