氧化釩非致冷紅外探測器陣列讀出電路結(jié)構(gòu)研究.pdf

1、自從高集成度、高可靠性、低成本的傳感器用于非致冷微測輻射熱計探測器以來，人們對非致冷微測輻射熱計用作紅外探測器產(chǎn)生極大的興趣。本文就氧化釩非致冷紅外探測器陣列讀出電路結(jié)構(gòu)這一內(nèi)容，論述了氧化釩微測輻射熱計的電學(xué)特性和工作原理。采用理論計算與模擬分析的方法，給出了氧化釩熱敏電阻的非線性模型。這種基于理論而不是實驗基礎(chǔ)上的模型雖然還有待進一步完善，但它與讀出電路可以更好的結(jié)合，便于分析探測器整體性能。推導(dǎo)出了包含約翰遜噪聲、1/f噪聲和熱波

2、動噪聲的微測輻射熱計和讀出電路CMOS差動放大電路噪聲模型。描述了探測器陣列的三種讀出結(jié)構(gòu)：像素式、列柱式和串聯(lián)式。在假定探測器陣列功率消耗為常數(shù)的情況下，結(jié)合實際電路模型對三種讀出結(jié)構(gòu)的NETD參數(shù)進行了優(yōu)化。根據(jù)優(yōu)化得到的NETD值，結(jié)合噪聲特性分析比較了三種讀出結(jié)構(gòu)的性能。自熱效應(yīng)引起的溫度變化與周圍環(huán)境溫度比較起來可以忽略不計，降低1/f噪聲可以獲得較低的NETD值。而對探測器陣列來說，分析比較結(jié)果表明，像素式讀出結(jié)構(gòu)被發(fā)現(xiàn)在應(yīng)