[發明專利]一種紅外探測器芯片象元間電串音測試系統

有效

• 申請號: 201210142794.6
• 申請日: 2012-05-09
• 公開（公告）號: CN102680821A
• 公開（公告）日: 2012-09-19
• 發明（設計）人: 董美鳳;華樺
• 申請（專利權）人: 中國科學院上海技術物理研究所
• 主分類號: G01R31/00
• 分類號: G01R31/00;G01R1/28
• 代理公司: 上海新天專利代理有限公司 31213
• 代理人: 郭英

技術領域：

本發明涉及紅外探測器芯片的測試技術領域，具體是指一種紅外探測器芯片象元間電串音測試系統。

背景技術：

對于紅外探測器性能優劣的評價，有很多種方式。在眾多評價參數中，串音（crosstalk）是不可忽略的一個。串音的概念為：紅外光入射在某一光敏元上，在周圍其它某些光敏元上產生的一定分量的信號輸出。串音的量化定義為：相鄰光敏元的響應信號與受紅外光直接照射的光敏元的響應信號之比（通常以百分比表示）。串音可以分為光串音與電串音，電串音與光串音的產生機制不同，但是通常電串音在紅外焦平面器件中占主導地位，所以測量所得的串音值主要是電串音值。由于入射光斑直徑尺寸的限制（最小2微米），采用光注入法測試串音很難實現精確測量。相反，微電流注入法比較容易準確地測量并計算串音，所以本發明是一種微電流注入測試紅外探測器芯片象元間電串音的系統。

微電流注入可以通過兩種方式實現：一種是光敏元直接與高阻抗的大電阻串聯，并施加正弦電壓小信號脈沖，但是由于紅外探測器象元pn結的電阻隨偏壓的變化而變化，導致注入電流信號偏離正弦信號而失真，通過鎖相放大器進行測量會引起很大的誤差。另一種就是注入穩定的不隨負載變化的微電流信號進行測試，目前尚無相關報道實現此方法。

發明內容：

本發明解決了現有串聯大電阻測試像元間電串音注入電流隨負載變化而失真引起測試誤差的問題，為紅外探測器芯片電串音的測試提供一種可調節的高精度的測試系統。

本發明采用如下的技術方案：

一種紅外探測器芯片象元間電串音的微電流注入測試系統，包括電壓信號源、全封閉金屬屏蔽箱、電壓信號轉電流信號電路、真空杜瓦、冷屏、電流放大器、鎖相放大器。利用電壓信號源通過屏蔽線連接到電壓信號轉電流信號電路的輸入端，電壓信號轉電流信號電路的輸出端再經過屏蔽線與真空杜瓦的測試端連接，將測試芯片裝在真空杜瓦的冷頭上，冷頭用冷屏罩住，屏蔽芯片周圍的紅外輻射。電壓信號轉電流信號電路與真空杜瓦同時裝在全封閉的金屬屏蔽盒中。然后用屏蔽線將真空杜瓦的測試端與電流放大器的輸入端連接，再將電流放大器的輸出端與鎖相放大器輸入端連接。

此系統中各部分的主要特征如下：

1、電壓信號源可以同時提供交流電壓信號與直流偏置信號，并且交流電壓信號與直流電壓信號可分別獨立調節。

2、電壓信號轉電流信號電路，其特征在于包含一個高性能集成運算放大器，4個高精度偏置電阻，一個高精度輸出電阻。連接關系為，集成運算放大器8管腳接+15v電壓，4管腳接-15v電壓，6管腳與7管腳相連，1管腳與2管腳之間連接偏置電阻(r2)，1管腳與5管腳間連接輸出電阻(R)，3管腳與6管腳之間連接偏置電阻(r4)，2管腳與地線間連接偏置電阻(r1)，輸入電壓信號與3管腳間連接偏置電阻(r3)，5管腳輸出電流信號。

3、真空杜瓦，其特征在于能夠提供紅外探測器芯片的低溫工作環境。

4、冷屏，其特征在于可以屏蔽芯片周圍的大部分紅外輻射。

5、全封閉金屬屏蔽箱，其特征在于可以屏蔽測試環境周圍大部分的電磁干擾。

6、電流放大器，其特征在于可以將特定頻率的微電流信號放大。

7、鎖相放大器，其特征在于具有帶通濾波功能，能夠將特定頻率的信號放大并且顯示測試結果。

本發明具有以下優點：

1、偏置電流與微電流注入信號在工作范圍內可獨立調節；

2、注入的微電流信號在工作范圍內信號穩定且不隨負載的變化而失真；

3、能夠提供特定頻率的調制信號，從而排除外界電磁干擾和其他可能存在的影響測試結果的干擾；

4、提供的微電流注入信號量級可以調節到紅外象元測試所需的nA量級；

5、注入的微電流信號可精確計算，可以提高所測電串音的準確性。

附圖說明：

附圖1本發明的微電流注入測試紅外探測器芯片象元間電串音系統的結構框圖。

附圖2本發明中電壓信號轉電流信號電路的電路圖。

具體實施方式：

下面結合實施例及附圖做進一步說明。