具有TDMI功能的640×512双色碲镉汞焦平面读出电路

The ROIC for 640×512 Dual Band MCT Focal Plane Arrays with TDMI Operation

摘要: 研制出一种应用于单铟柱结构的长/中波双色叠层碲镉汞640×512焦平面 CMOS 读出电路（ROIC）。根据单铟柱结构的双色叠层碲镉汞探测器实际应用需求，读出电路设计了单色长波积分/读出、单色中波积分/读出、长/中波双色信号顺序积分/读出、长/中波双色信号分时多路积分（TDMI）/读出等四种工作模式可选功能。输入级单元电路分别采用长/中波信号注入管、复位管、积分电容及累积电容，并分别采用读出开关缓冲输出。为提高读出电路的适应性，各色信号通路分别设计了抗晕管以提高探测器的抗晕能力；读出电路采用快照（Snapshot）积分模式，单色积分时具有先积分后读出（ITR）/边积分边读出（IWR）可选功能；当读出电路工作在单色或双色信号顺序模式时，各色积分时间可调；此外读出电路具有多种规格及任意开窗模式。该读出电路采用0.35mm 2P4M标准CMOS工艺，工作电压3.3 V。读出电路具有全芯片电注入测试功能，测试结果表明，在77 K条件下，读出电路的四种积分/读出模式工作正常，单色信号输出摆幅达2.3 V，功耗典型值为65 mW。