[发明专利]一种非制冷红外焦平面阵列读出电路

说明书

本说明书提供一种非制冷红外焦平面阵列读出电路，所述读出电路包括有M*N阵列电路以及镜像电路，所述读出电路还包括：用于为所述M*N阵列电路以及所述镜像电路分别提供动态偏置电压的偏压产生装置，所述偏压产生装置包括有：感测电阻，其阻值随所述读出电路上衬底的温度的变化而线性变化；偏压产生模块，用于根据预设固定偏压以及所述感测电阻的阻值，产生与所述阻值相关的动态偏置电压，以向所述M*N阵列电路中的像元和所述镜像电路中的传感器电阻两端提供动态的偏置电压。如此，降低了衬底温度的变化对所述读出电路输出电压响应率的影响，从而避免了非制冷红外焦平面阵列探测器在高温时输出电压超出动态范围的问题。

技术领域

本说明书涉及红外成像技术领域，尤其涉及一种非制冷红外焦平面阵列读出电路。

背景技术

目前，非制冷红外成像技术在安防、工农业、医学、天文等领域有着重要的应用。作为非制冷红外成像技术核心的红外焦平面阵列，包括红外探测器阵列和读出电路两部分。其中，微测辐射热计焦平面阵列(FPA)具有较高的灵敏度，是应用最广泛的一种非制冷红外焦平面阵列，其工作原理是热敏材料吸收入射的红外辐射后温度改变，从而引起自身电阻值的变化，通过测量其电阻值的变化探测红外辐射信号的大小。

微测辐射热计普遍采用微机械加工技术制作的悬臂梁微桥结构。桥面沉积有一层具有高电阻温度系数(TCR)的热敏材料，桥面由两条具有良好力学性能并镀有导电材料的桥腿支撑，桥腿与衬底的接触点为桥墩，桥墩电学上连接到微测辐射热计下的硅读出电路(ROIC)上。通过桥腿和桥墩，热敏材料连接到读出电路的电学通道中，形成一个对温度敏感并连接到读出电路上的像元单元。

敏感像元单元又称为敏感微测辐射热计，与之对应的有两种盲微测辐射热计，其中一种桥面与衬底热学短路，温度恒等于衬底温度，称为热学短路微测辐射热计；另一种是结构与敏感微测辐射热计完全相同，但是被遮挡了，所以不能感应目标辐射，称为被遮挡微测辐射热计。利用这两种盲微测辐射热计可以有效抵消敏感像元单元阻值随衬底温度变化带来的输出电压波动，实现无TEC(热电制冷器)功能。

读出电路的作用则是完成微测辐射热计信号的处理和读出，读出电路对红外成像系统的性能有重要影响。近年来，用户对红外焦平面阵列探测器组件的要求越来越高，不仅要求高性能还要求低功耗、简单易用。传统的红外焦平面阵列探测器组件需要用TEC严格控制衬底温度，保证探测器性能不受衬底温度波动的影响。但是，尽管严格控制了衬底温度，但是探测器在高温时，随着衬底温度的增加，读出电路的输出的响应率的绝对值会增大，进而导致输出电压超出动态范围。

发明内容

为克服相关技术中存在的问题，本说明书提供的一种非制冷红外焦平面阵列读出电路，降低了探测器输出响应率受衬底温度波动的影响。

根据本说明书实施例的第一方面，提供了一种非制冷红外焦平面阵列读出电路，所述读出电路包括有用于构成红外焦平面阵列的M*N阵列电路以及用于与M*N阵列电路中行与列交叉处的像元镜像对称的镜像电路，所述读出电路还包括：用于为所述M*N阵列电路中的任一列电路以及所述镜像电路分别提供动态偏置电压的偏压产生装置，所述偏压产生装置包括有：

感测电阻，其阻值随所述读出电路上衬底的温度的变化而线性变化；

偏压产生模块，用于根据预设固定偏压以及所述感测电阻的阻值，产生与所述阻值相关的动态偏置电压，以向所述M*N阵列电路和所述镜像电路中的传感器电阻两端提供动态的偏置电压。

本说明书的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：