收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

微测辐射热计读出电路的研究

蔡泓  
【摘要】:红外探测器是将入射的红外辐射信号转变成电信号输出的器件,被广泛应用于军事领域和民用领域。红外探测器分为光子红外探测器和热探测器。与光子红外探测器相比,热探测器灵敏度较低,但是具有体积小、重量轻、功耗小、成本低、带宽响应范围广等优点,逐渐得到广泛关注。热探测器中的微测辐射热计因其功耗低、与硅平面工艺兼容、性价比高、在8-12μm波段内灵敏度高等优势,发展更为迅猛。但是我国针对微测辐射热计焦平面阵列的研究与生产起步较晚,并且受工业技术的限制,发展滞后于国外,所以本文针对微测辐射热计焦平面阵列中的读出电路展开设计与实现。本文基于CSMC 0.18μm混合射频工艺,设计两种微测辐射热计读出电路。其一为氧化钒微测辐射热计读出电路,根据氧化钒微测辐射热计热敏电阻阻值大、TCR高的特点,设计了相应的160×160焦平面阵列读出电路,其中积分电路采用低噪声,高响应,高线性度,适用于高低背景的CTIA结构;缓冲输出采用具有自偏置、低功耗、小面积、高精度优点的九管缓冲输出结构,改进电路设计;单元偏置电路采用基于DAC的逐点偏置单元,提高探测阵列的均匀性。其二为铝微测辐射热计焦平面阵列,首先采用COMSOL Multiphysics软件设计并仿真探测像元为30μm×30μm的单层L型腿铝微测辐射热计,仿真结果表明该微测辐射热计结构稳定、响应速度适中,但探测灵敏度较低。根据铝微测辐射热计热敏电阻阻值小,TCR小的特点,设计匹配的26×100焦平面阵列读出电路,该电路具有高速、低噪声、高线性度的优势。本文设计并流片的芯片总面积为2mm×2mm。在完成裸芯片微桥结构处理后,进行测试。测试结果表明,氧化钒微测辐射热计读出电路非线性度0.1%,读出速率为2M/s,功耗为40mW;铝微测辐射热计读出电路非线性度0.1%,读出速率为1M/s,功耗为0.356mW;铝微测辐射热计热敏电阻温度系数为0.384%/K,有效热时间常数为1.84ms,电压响应率最大值为260.32V/W,探测率为1.46×10~7cmHz~(1/2)/W。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前18条
1 高;微测辐射热计及其制作方法[J];红外;2004年04期
2 茹国平,曹永峰,李炳宗;微测辐射热计用氧化钒薄膜制备及特性[J];微细加工技术;2002年04期
3 顾文韵,皮德富,周士源;非制冷微测辐射热计热成像[J];红外与激光工程;2000年02期
4 刘西钉,梁平治,沈学础;非致冷红外微测辐射热计的自热效应分析及重要参数测定[J];红外与毫米波学报;1999年01期
5 刘西钉,江美玲,冯晓梅,丁爱娣,梁平治,沈学础;非制冷红外微测辐射热计的研制[J];红外与毫米波学报;1997年06期
6 苟君;蒋亚东;王军;喻磊;黎威志;;太赫兹微测辐射热计的设计、仿真与制备[J];科学通报;2014年08期
7 申宁;余隽;唐祯安;;基于CMOS工艺钨微测辐射热计阵列集成芯片的设计与制作[J];传感技术学报;2014年06期
8 高;;采用原位微真空传感器的微测辐射热计红外焦平面列阵[J];红外;2008年12期
9 杨桢;杨立;张晓怀;;探测器温度对非致冷型微测辐射热计热像仪测温的影响与修正[J];红外;2008年10期
10 刘兴明;韩琳;刘理天;;非晶硅室温微测辐射热计的研制[J];红外与激光工程;2007年03期
11 顾聚兴;响应率可调的微测辐射热计[J];红外;2004年09期
12 周连军;邹鹏程;李京辉;李煜;李欣蓉;;非制冷微测辐射热计阵列单元结构模型应力有限元分析[J];红外技术;2010年02期
13 周东;许向东;王志;王晓梅;蒋亚东;;用于微测辐射热计氮化硅薄膜特性与结构研究[J];光学学报;2010年10期
14 吴亚平,张天序;非致冷微测辐射热计阵列热像仪测温研究[J];华中科技大学学报;2000年12期
15 董良,岳瑞峰,刘理天;多晶锗硅室温微测辐射热计线性阵列的研制[J];固体电子学研究与进展;2004年02期
16 曹永峰,蒋玉龙,段鹏,茹国平,李炳宗,陈永平;用于微测辐射热计的氧化矾热敏材料的温度特性[J];半导体技术;2002年05期
17 高国龙;;加拿大微测辐射热计传感器将用于观测海洋、火灾和火山[J];红外;2011年08期
18 高国龙;;美国研制出采用微测辐射热计的红外斯托克斯成像偏振仪[J];红外;2010年06期
中国重要会议论文全文数据库 前8条
1 杨茜;伍瑞新;;热红外天线设计[A];2017年全国天线年会论文集(下册)[C];2017年
2 王利霞;李建平;何秀丽;高晓光;;用于微测辐射热计的氧化钒薄膜制备[A];中国真空学会第六届全国会员大会暨学术会议论文集[C];2004年
3 王银玲;李美成;李洪涛;赵连城;;用于微测辐射热计的氧化钒薄膜的光电性能研究[A];第五届中国功能材料及其应用学术会议论文集Ⅲ[C];2004年
4 姜利军;刘海涛;钱良山;池积光;潘峰;刘翔;朱晓荣;马志刚;;25um像元,384x288阵列非制冷红外焦平面探测器设计与制造[A];国防光电子论坛第二届新型探测技术及其应用研讨会论文集[C];2015年
5 王宏臣;江斌;王鹏;;基于氧化钒薄膜的17微米640×512非制冷红外焦平面阵列芯片研究[A];国防光电子论坛第二届新型探测技术及其应用研讨会论文集[C];2015年
6 王利霞;李建平;何秀丽;高晓光;;用于微测辐射热计的二氧化钒薄膜的制备[A];中国真空学会第六届全国会员代表大会暨学术会议论文摘要集[C];2004年
7 陈二柱;唐成伟;江美玲;梁平治;;横向多晶硅p~+p~-n~+结非致冷红外焦平面[A];2004全国图像传感器技术学术交流会议论文集[C];2004年
8 甄志成;胡明;杨海波;吕宇强;;非制冷红外微测辐射热计有限元模型的构建[A];第十届全国敏感元件与传感器学术会议论文集[C];2007年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 孟丽娅;微测辐射热计非均匀性及新型校正读出电路研究[D];重庆大学;2005年
2 张俊举;微测辐射热计焦平面阵列的成像系统研究[D];南京理工大学;2006年
3 王宏臣;氧化钒薄膜及非致冷红外探测器阵列研究[D];华中科技大学;2006年
4 马铁英;非晶硅微测辐射热计的材料、设计、制备和测试研究[D];中国科学院研究生院(上海微系统与信息技术研究所);2007年
5 孙恋君;微测辐射热计阵列性能及信号处理电路研究[D];南京理工大学;2008年
6 苟君;基于氧化钒辐射热计的室温太赫兹探测器研究[D];电子科技大学;2014年
7 胡滨;非制冷红外焦平面CMOS读出电路设计与实现研究[D];电子科技大学;2011年
8 王银玲;掺杂氧化钒薄膜的相结构和光电性能研究[D];哈尔滨工业大学;2012年
9 郑兴;室温太赫兹焦平面探测器及测试验证成像的研究[D];电子科技大学;2016年
10 何少伟;微纳VO_2薄膜特性及其应用研究[D];华中科技大学;2008年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 蔡泓;微测辐射热计读出电路的研究[D];大连理工大学;2018年
2 张金晶;光栅结构优化微测辐射热计性能的研究[D];渤海大学;2018年
3 孙辉;天线耦合微测辐射热计的设计与仿真[D];电子科技大学;2012年
4 甄志成;微测辐射热计制造工艺与品质测试研究[D];天津大学;2008年
5 吕小龙;基于非晶硅的双层微测辐射热计可靠性研究[D];电子科技大学;2015年
6 何敏;非晶硅微测辐射热计振动和冲击仿真研究[D];电子科技大学;2013年
7 何熙;红外微测辐射热计结构优化设计与制备[D];厦门大学;2008年
8 罗辑;非致冷微测辐射热计电路研究[D];电子科技大学;2002年
9 许路加;非制冷红外微测辐射热计多孔硅绝热层热学与力学研究[D];天津大学;2010年
10 傅俊威;基于非晶硅薄膜的红外吸收层膜系设计、仿真与实验研究[D];电子科技大学;2011年
中国知网广告投放
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978