[發明專利]非制冷紅外焦平面陣列探測器的信號讀出電路及方法

在審

• 申請號: 201810327218.6
• 申請日: 2018-04-12
• 公開（公告）號: CN110375863A
• 公開（公告）日: 2019-10-25
• 發明（設計）人: 劉俊
• 申請（專利權）人: 杭州海康微影傳感科技有限公司
• 主分類號: G01J5/24
• 分類號: G01J5/24
• 代理公司: 北京柏杉松知識產權代理事務所(普通合伙) 11413
• 代理人: 馬敬;項京

本發明實施例提供了一種非制冷紅外焦平面陣列探測器的信號讀出電路及方法，非制冷紅外焦平面陣列探測器的信號讀出電路包括：非制冷紅外焦平面陣列、偏置電路、抵消紅外敏感像元偏置電流的電流鏡像電路及積分電路，其中，抵消紅外敏感像元偏置電流的電流鏡像電路包括場效應管M1、場效應管M2、虛設電阻及指定數量個場效應管M3，指定數量為非制冷紅外焦平面陣列的列數，各場效應管M3的源極連接第一電壓源。通過本方案可以提高非制冷紅外焦平面陣列探測器信號讀出電路的性能指標和成品率。

技術領域

本發明涉及集成電路技術領域，特別是涉及一種非制冷紅外焦平面陣列探測器的信號讀出電路及方法。

背景技術

非制冷紅外焦平面敏感像元也稱為敏感微測輻射熱計，能夠吸收外界紅外輻射并引起像元自身升溫，進而引起像元內部的熱敏感材料電阻值發生變化。鑒于上述性能特點，常使用由非制冷紅外焦平面敏感像元組成的非制冷紅外焦平面陣列進行外界紅外信號檢測，主要原理為：針對每個敏感像元，讀取該敏感像元的輸出信號(一般為輸出電壓)，然后通過上述輸出信號與熱敏感材料電阻值變化量間的量值關系，計算出該敏感像元中熱敏感材料電阻值的變化量，再通過上述電阻值變化量與吸收的外界紅外輻射量間的量值關系，得到該敏感像元所吸收到的外界紅外輻射量。

目前，用于對非制冷紅外焦平面陣列中敏感像元所吸收的紅外信號進行檢測的檢測電路，主要由偏置電路、抵消電流電路以及積分電路組成，其中，偏置電路中包含三個場效應管、一個dummy(虛設)電阻和一個傳感器電阻；抵消電流電路中包含有多個抵消子電路，其中，一個抵消子電路中包含一個場效應管和一個dummy電阻，且抵消子電路的個數與非制冷紅外焦平面陣列的列數相等。

由于dummy電阻的成品率較低，當有一個dummy電阻因生產缺陷而無法使用時，包含該缺陷電阻的一整列傳感器檢測電路則無法正常使用，即降低了紅外信號檢測電路的性能指標和成品率。

發明內容

本發明實施例的目的在于提供一種非制冷紅外焦平面陣列探測器的信號讀出電路及方法，以提高非制冷紅外焦平面陣列探測器信號讀出電路的成品率。具體技術方案如下：

第一方面，本發明實施例提供了一種非制冷紅外焦平面陣列探測器的信號讀出電路，包括：

非制冷紅外焦平面陣列，包括按行列排布的多個紅外敏感像元及各紅外敏感像元對應的選通開關，當選通開關閉合時，確定所述選通開關對應的紅外敏感像元為待探測敏感像元；

偏置電路，用于為紅外敏感像元提供恒壓偏置，產生偏置電流；

電流鏡像電路，用于產生抵消電流，所述抵消電流用于抵消所述紅外敏感像元的偏置電流，所述電流鏡像電路包括場效應管M1、場效應管M2、虛設電阻及指定數量個場效應管M3，所述指定數量為非制冷紅外焦平面陣列的列數，各場效應管M3的源極連接第一電壓源，所述虛設電阻與各紅外敏感像元電阻具有相同的溫度系數；

積分電路，用于對所述紅外敏感像元的偏置電流與所述抵消電流之差進行積分，并將積分結果作為信號輸出。

進一步的，所述場效應管M1為N型場效應管；所述場效應管M2為P型場效應管；所述場效應管M3為P型場效應管；

在所述電流鏡像電路中，所述虛設電阻一端連接地線，另一端連接所述場效應管M1的源極；

所述場效應管M1的漏極連接所述場效應管M2的漏極；

所述場效應管M2的源極連接第二電壓源，所述場效應管M2的柵極連接所述場效應管M3的柵極，所述場效應管M2的柵極與漏極短接；

所述場效應管M3的漏極作為所述電流鏡像電路的抵消電流輸出端，輸出所述抵消電流至所述積分電路；

所述場效應管M1的柵極連接第三電壓源。