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《北京交通大学》 2013年
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一种应用于非制冷红外焦平面阵列读出电路的基准电流源的设计

聂一琴  
【摘要】:近几十年来,以非制冷红外焦平面阵列(Uncooled Infrared Focal Plane Array简写UIRFPA)为核心器件的红外成像技术逐渐快速发展起来,具有无需制冷、体积和重量小、成本低的优点,在军事、民用等领域有着广泛的应用前景。非制冷红外焦平面阵列主要由红外焦平面阵列探测器和读出电路(Read Out Integrated Circuit简写ROIC)构成,其中读出电路是连接红外焦平面阵列探测器和信号处理系统的重要部分,也是非制冷红外焦平面阵列的关键技术之一,其性能好坏直接制约着非制冷红外焦平面阵列的性能指标。焦平面探测器阵列主要作用是探测红外辐射信号并转换为能处理的微弱小的电信号,读出电路则处理转换的电信号并将其输出,以供片外系统进一步信号处理及成像。非制冷红外焦平面阵列探测器产生的微弱信号大约为0.5mV-5mV,这个数值相当于探测器像元的6个pn结二极管对红外辐射源的响应而产生的电压变化,如何将这个微弱的电压变化信号有效准确地读出来也就成为读出电路设计的关键之一,而恒定电流的产生对非制冷红外焦平面阵列能否取得精确的有效信号起着至关重要的作用。本文就是要用带隙基准源来实现恒定电流20uA的。 本论文介绍了研究背景和意义,介绍了基准源的发展历史,分析比较了各种基准源的优缺点,最终设计了一种符合要求的基准电流源。本论文详细介绍了恒定跨导源、折叠式共源共栅放大器、基准电压源、V-I转换电路等这些模块的设计过程,并给出了相应的仿真结果,并对仿真结果进行了仔细分析。 本设计采用华润上华CSMC0.5u DPTM单阱工艺,利用Cadence EDA设计工具完成设计的原理图输入、仿真验证、版图布局、版图验证及后仿真等设计步骤,并在流片封装之后,自行绘制PCB测试电路板、搭建测试平台,进行芯片测试,来验证电路设计思想。
【学位授予单位】:北京交通大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2013
【分类号】:TN215

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【参考文献】
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