[实用新型]一种快速稳定的非制冷红外焦平面读出电路

说明书

本实用新型公开了一种快速稳定的非制冷红外焦平面读出电路，包括微辐射热计单元电路阵列、列级放大电路以及偏压稳定电路；其中：微辐射热计单元电路阵列，将微辐射热计逐行选通，接入读出通道；列级放大电路为微辐射热计提供偏压并将感应电流滤波、放大并转换为输出电压，然后逐行逐列输出到片外；偏压稳定电路在微辐射热计单元换行时引入自适应驱动电压，提供换行所需的驱动电流，保证偏压快速稳定。本实用新型的非制冷红外焦平面读出电路能够在低温工作时快速稳定，保证最大积分时间以便降低探测器的NETD。

技术领域

本实用新型涉及红外成像技术，特别是涉及红外成像技术中的一种快速稳定的非制冷红外焦平面读出电路。

背景技术

目前，非制冷红外成像技术在军事、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素单元。

读出电路的作用则是完成微测辐射热计(以下简称像元)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的要求越来越高，像元尺寸越来越小，从35um逐渐缩减到25um、20um、17um、 12um，甚至10um。为了尽量加大感光面积，保证填充因子，每列相邻的像元需要首尾相连，共用桥墩，减小桥墩的面积。这种连接方式造成的问题就是在像元选通节点由像元电阻和寄生电容形成了一个巨大的时间常数，导致低温工作时，稳定时间特别长，探测器NETD性能下降。为此，需要设计偏压稳定电路来解决共用桥墩连接下，像元偏压在低温稳定时间长的问题。

实用新型内容

在下文中给出了关于本实用新型的技术方案的简要概述，以便提供关于本实用新型的某些方面的基本理解。应当理解，这个概述并不是关于本实用新型的穷举性概述。它并不是意图确定本实用新型的关键或重要部分，也不是意图限定本实用新型的范围。其目的仅仅是以简化的形式给出某些概念，以此作为稍后论述的更详细描述的前序。

本实用新型解决的技术问题是提供多种快速稳定的非制冷红外焦平面读出电路，能够在低温工作时快速稳定，保证最大积分时间以便降低探测器的NETD。

一种快速稳定的非制冷红外焦平面读出电路，其特征在于包括微辐射热计单元电路阵列、列级放大电路以及偏压稳定电路；其中：

所述微辐射热计单元电路阵列，将微辐射热计逐行选通，接入读出通道；所述列级放大电路为微辐射热计提供偏压并将感应电流滤波、放大并转换为输出电压，然后逐行逐列输出到片外；所述偏压稳定电路在微辐射热计单元换行时引入自适应驱动电压，提供换行所需的驱动电流，保证偏压快速稳定。