[發明專利]一種讀出電路及其標定方法

有效

• 申請號: 202010396969.0
• 申請日: 2020-05-12
• 公開（公告）號: CN111623890B
• 公開（公告）日: 2021-08-17
• 發明（設計）人: 劉大河;施薛優;陳光毅;李克之
• 申請（專利權）人: 北京安酷智芯科技有限公司
• 主分類號: G01J5/10
• 分類號: G01J5/10;G01J5/00
• 代理公司: 北京墨丘知識產權代理事務所(普通合伙) 11878
• 代理人: 代峰

本發明公開一種讀出電路及其標定方法，涉及非制冷紅外焦平面陣列技術領域。讀出電路包括行級電路、像素級電路、偏壓產生電路及列級電路；所述行級電路的輸出端與所述偏壓產生電路的輸入端連接；所述偏壓產生電路至少包括低TCR電阻和盲電阻；根據所述行級電路的輸出及輸入的恒壓輸出第一偏置電壓和第二偏置電壓至所述列級電路；所述列級電路還與所述像素級電路連接，并根據所述第一偏置電壓和所述第二偏置電壓得到兩路電流，并對所產生的差分電流進行轉換并作為輸出電壓輸出；通過對所述低TCR電阻和所述盲電阻的調節，實現所述讀出電路的校正。

技術領域

本發明涉及非制冷紅外焦平面陣列技術領域，具體涉及一種讀出電路及其標定方法。

背景技術

讀出電路作為非制冷紅外焦平面陣列(IRFPA)的關鍵部件之一，其主要功能是對紅外探測器感應的微弱信號進行預處理(如積分、放大、濾波、采樣/保持等)和陣列信號的并/串行轉換。

鏡像偏置架構常見于非制冷紅外焦平面探測器讀出電路中，使用基于遮光的鏡像像元產生偏置電壓，實現對襯底溫度、共模電壓及自加熱效應的影響抑制。然而，由于工藝的缺陷，鏡像架構的像元、鏡像像元、盲元、鏡像盲元不能完全匹配，特別是像元接受較熱或較冷物體的輻照時，不匹配的程度更加明顯。鏡像偏置架構失配時，輸出可能產生失調；如果電阻襯底溫度系數存在失配，失調會可能產生溫漂；失配還會造成共模抑制比下降，引入更大的電源及偏壓噪聲；失調和失調溫漂會影響成像的動態范圍，故需要進行宏觀的校正。現有技術中對輸出失調采用的方法有三種：一種是采用電壓調節方法，只校正了輸出失調，無法彌補鏡像失配引起的共模抑制比下降；另一種是傳統阻值補償調節方法，使用串聯電阻調節失調，只在單一襯底溫度有效，無法補償宏觀失調溫漂，且有可能增大宏觀失調溫漂；第三種傳統TCR補償調節方法，使用串聯電阻調節TCR，需要在列內串聯低TCR電阻才能實現正負溫漂的補償，增加了列級非均勻性，且TCR補償電阻可能引入額外固定失調，標定過程較為復雜。由此可見，現有技術中不僅無法同時實現對宏觀失調與宏觀失調溫漂的校正，還會因為校正的方法使用不當，影響讀出質量及電路的穩定性；而且在無TEC下，受溫度變化影響較大。

發明內容

為了解決現有技術中存在的問題，本發明實施例提供了一種讀出電路及其標定方法。

本公開實施例第一方面提供了一種讀出電路，包括行級電路、像素級電路、偏壓產生電路及列級電路；

所述行級電路的輸出端與所述偏壓產生電路的輸入端連接；

所述偏壓產生電路至少包括低TCR電阻和盲電阻；根據所述行級電路的輸出及輸入的恒壓輸出第一偏置電壓和第二偏置電壓至所述列級電路；

所述列級電路還與所述像素級電路連接，并根據所述第一偏置電壓和所述第二偏置電壓得到兩路電流，并對所產生的差分電流進行轉換并作為輸出電壓輸出；

通過對所述低TCR電阻和所述盲電阻的調節，實現所述讀出電路的校正。

在一些實施例中，所述低TCR電阻包括第一滑動低TCR電阻和第二滑動低TCR電阻；所述偏壓產生電路還包括第一偏置電壓產生電路和第二偏置電壓產生電路；

所述第一滑動低TCR電阻的兩端分別連接所述行級電路和所述第一偏置電壓產生電路，所述第一偏置電壓產生電路連接所述第二偏置電壓產生電路，所述第二偏置電壓產生電路連接所述盲電阻，所述盲電阻連接所述第二滑動低TCR電阻。

在一些實施例中，所述行級電路受行選開關控制，輸出第三偏置電壓至所述偏壓產生電路；所述第一偏置電壓產生電路根據所述第三偏置電壓生成并輸出第一偏置電壓；所述第二偏置電壓產生電路根據所述輸入的恒壓生成并輸出第二偏置電壓。

在一些實施例中，所述低TCR電阻包括第一滑動低TCR電阻和第一固定低TCR電阻；所述偏壓產生電路還包括第一偏置電壓產生電路、第二偏置電壓產生電路；