一种红外焦平面探测器芯片的读出电路.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115597721A(43)申请公布日2023.01.13(21)申请号202211241242.0(22)申请日2022.10.11(71)申请人杜绍琴地址402260重庆市江津区白沙镇东山8组(72)发明人杜绍琴(74)专利代理机构北京众合诚成知识产权代理有限公司11246专利代理师邹仕娟(51)Int.Cl.G01J5/10(2006.01)H03M1/12(2006.01)权利要求书2页说明书6页附图4页(54)发明名称一种红外焦平面探测器芯片的读出电路(57)摘要本发明公开了一种红外焦平面探测器芯片的读出电路，包括：探测器芯片，具有呈阵列的像素单元，焊接在PCB板一侧的指定区域；时序控制电路，用以控制行译码电路以及列译码电路的译码时序；行译码电路、列译码电路，分别用于指定行级、列信号处理电路的选通；列信号处理电路，分别与对应的列译码电路连接，以在选通后，基于对应列的像素单元进行信号输出；输出放大器，设置于所述列信号处理电路的输出端，用以对指定数量的列像素单元的列信号进行放大并输出。本申请实施例分别在PCB板两侧设置列信号处理电路，以消除传统电荷传输方式下大规格、小间距读出电路噪声受长线寄生电容的影响。CN115597721ACN115597721A权利要求书1/2页1.一种红外焦平面探测器芯片的读出电路，其特征在于，包括：探测器芯片，具有呈阵列的像素单元，焊接在PCB板一侧的指定区域，其中阵列的像素单元的行与列的比例为1:1.25；时序控制电路，印制在所述PCB板上、与所述探测器芯片处于同一侧，用以控制行译码电路以及列译码电路的译码时序；行译码电路，印制在所述PCB板上、与所述探测器芯片处于同一侧，用以选通所述红外焦平面指定行的像素单元；列译码电路，印制在所述PCB板的两侧，数量为四路，两侧的列译码电路基于所述探测器芯片对称分布，分别与列信号处理电路连接，分别用于指定列信号处理电路的选通；列信号处理电路，印制在所述PCB板的两侧，分为四组，其总数与所述红外焦平面的列数相等，分别与对应的列译码电路连接，以在选通后，基于对应列的像素单元进行信号输出；偏置电路，印制在所述PCB板的两侧，数量为四路，分别用于为对应组的列信号处理电路提供电流、电压偏置；输出放大器，焊接在所述PCB板的两侧，数量为4，以与列译码电路的数量匹配，分别设置于所述列信号处理电路的输出端，用以对指定数量的列像素单元的列信号进行放大并输出。2.如权利要求1所述的红外焦平面探测器芯片的读出电路，其特征在于，所述像素单元的电路结构包括：注入管MP1、注入管MN1；所述注入管MP1、所述注入管MN1的漏极和源极并联连接后，分别连接至探测器信号的输入节点IN和积分节点VINT，注入管MP1的栅极连接至控制信号CKINT_P，注入管MN1的栅极连接至控制信号CKINT_N；积分节点VINT通过控制开关SW2连接到VR参考电平；控制开关SW1和积分电容C1串联连接到积分节点VINT和节点VSSA之间；积分节点VINT通过控制开关SW3连接到采样节点VSH；采样节点VSH通过控制开关SW4和参考电压VR连接；积分电容C2连接在积分节点VINT和节点VSSA之间，采样电容C3连接在采样节点VSH和节点VSSA之间；采样节点VSH连接在输入管MN2的栅极，输入管MN2源极和行选管MN3漏极串联，输入管MN2的漏端连接至节点IBO，行选管MN3的源极连接至节点ISO。3.如权利要求2所述的红外焦平面探测器芯片的读出电路，其特征在于，所述控制开关SW1的由GAIN信号来控制、所述控制开关SW2由控制信号RST_INT控制，所述控制开关SW3由SH信号来控制，所述控制开关SW4由RST_SH信号控制。4.如权利要求2所述的红外焦平面探测器芯片的读出电路，其特征在于，所述列信号处理电路包括OPA放大器，所述OPA放大器包括输入管MN4和行选开关匹配管MN5；所述输入管MN4的漏极连接至电流镜MP3管的漏级，其源极连接至所述行选开关匹配管MN5的漏极，其栅极连接至所述OPA放大器的输出端，其与像素单元的输入管MN2形成OPA放大器的输入对管；所述行选开关匹配管MN5的源极连接至电流源MN9的漏级，其栅极连接电源信号VDDA，2CN115597721A权利要求书2/2页其用以匹配像素单元的行选开关MN3。5.如权利要求4所述的红外焦平面探测器芯片的读出电路，其特征在于，所述列信号处理电路具体包括OPA放大器，四路采样电路结构，其中任一路采样电路结构包括采样开关SW5、采样电容CSH和AMP输入结构，其中AMP输入结构包括输入管MN6、输入管MN7、列译码开关SW7、列译码开关SW8以及电流源I；所述OPA放大器，其输出端