Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Một Mạch Khuếch Đại Mới CMOS cho Cảm Biến Hình Ảnh Hồng Ngoại Microbolometer Không Làm Mát
Tóm tắt
Cảm biến hình ảnh microbolometer không làm mát, được sử dụng trong cảm biến hình ảnh hồng ngoại (IR), được chế tạo bằng quy trình hệ thống vi điện cơ (MEMS), do đó giá trị của điện trở microbolometer có sự thay đổi do quy trình. Bên cạnh đó, điện trở tham chiếu, được sử dụng để kết nối với microbolometer, được chế tạo bằng quy trình CMOS chuẩn, và sự chênh lệch giữa các giá trị của điện trở microbolometer và điện trở tham chiếu tạo ra một tín hiệu đầu ra không mong muốn cho cùng một đầu vào từ mảng cảm biến. Để giảm thiểu vấn đề này, một mạch tích hợp đọc (ROIC) CMOS mới đã được thiết kế. Thay vì chế độ đầu vào đơn, một sơ đồ đầu vào khác biệt và một phương pháp đơn giản để bù giá trị điện trở đã được đề xuất. Sử dụng kết quả từ mô phỏng máy tính, nhận thấy rằng đặc điểm đầu ra của ROIC đã được cải thiện và tác động của sự biến đổi quy trình giảm mà không cần sử dụng các mạch bù phức tạp. Dựa trên kết quả mô phỏng, một thiết bị nguyên mẫu bao gồm một ROIC được chế tạo bằng quy trình CMOS chuẩn 0,25um và một microbolometer với mảng cảm biến 16 x 16 đã được chế tạo và đặc trưng hóa.
Từ khóa
#Cảm biến hồng ngoại #microbolometer #mạch tích hợp đọc #MEMS #quy trình CMOSTài liệu tham khảo
W. J. Parrish, and J. T. Woolaway, Improvements in uncooled systems using bias equalization. Proc. of SPIE. 3698, 748–755 (1999)
A. Rogalski, Infrared detectors: an overview. Infrared Phys. Technol. 43(3), 187–200 (2002)
I. L. Fujimori, C. C. Wang, and C. G. Sodini, A 256 X 256 CMOS Differential Passive Pixel Imager with FPN Reduction Techniques. IEEE J. Solid-State Circuits. 35(12), 2031–2037 (2000)
N. Kawai, and S. Kawahito, Noise analysis of high-gain, low-noise column readout circuits for CMOS image sensors. IEEE Trans. Electron Devices. 51(2), 185–194 (2004)
E. Socher, O. Bochobza-Degani, and Y. Nemirovski, Modeling and Characterization of CMOS Readout Circuits for Monolithic Uncooled IR Thermoelectric Sensors. Proc. of the 21st IEEE Convention of the Electrical and Electronic Engineers in Israel, 421–424 (2000)
B. Fie’que, J. L. Tissot, C. Trouilleau, A. Crastes, and O. Legras, Uncooled microbolometer detector: Recent developments at Ulis. Infrared Phys. Technol. 49(3), 187–191 (2007)
C–C. Hsieh, C-Y. Wu, and T–P. Sun, A New Cryogenic CMOS Readout Structure for Infrared Focal Plane Array. IEEE Journal of Solid-State Circuits 32(8), 1192–1199 (1997)
A. Belenky, A. Fish, S. Hamami, V. Milrud, O. Yadid-Pecht, Widening the dynamic range of the readout integration circuit for uncooled microbolometer infrared sensors, Circuits and Systems, 2004. ISCAS ‘04. Proceedings of the 2004 International Symposium. 5, pp. 600–603.
H. Martijin, U. Halldin, P. Helander, and J. Y. Andersson, A 640 by 480 Pixels Readout Circuit for IR Imaging. Analog Integrated Citcuits and Signal Processing 22(1), 71–79 (1999)