非制冷紅外探測器讀出電路的研究.pdf

1、非制冷紅外探測器廣泛應用于軍用和民用領域。非制冷紅外探測器的誕生及發(fā)展是紅外技術領域的一次革命性突破，由其衍生出的非制冷紅外焦平面熱成像技術具有廣泛的發(fā)展及應用前景。因此，非制冷紅外焦平面探測器及其應用技術已成為各國研究的熱點。其中，制作出更小像元，更高集成度，更大面陣的高可靠性、低成本的系統(tǒng)級芯片是當前非制冷紅外焦平面陣列的重要課題之一。
　　本論文設計出了基于25μm×25μm尺寸像元的400×300陣列非制冷紅外焦平面讀出電

2、路。并在此基礎上通過分析和評估紅外探測器性能的各項參數，用于指導在器件研制過程中讀出電路和微機械系統(tǒng)(MEMS)結構的設計;并設計出了一種用于400×300非制冷紅外探測器讀出電路的等效像元電路結構。此外，本文對上述讀出電路中各個模塊的模擬電路進行了設計、仿真和分析。
　　全文的主要研究內容總結如下:
　　1、分析了MEMS像元紅外探測器讀出電路的工作原理，得到像元溫升、電阻值變化、響應率和噪聲等相關參數的解析表達式。這些參

3、數可用于指導讀出電路和MEMS結構的設計。
　　2、由于紅外探測器中的VOx薄膜制作工藝復雜、成本較高。本論文設計了一種用于400×300非制冷紅外探測器讀出電路的等效像元電路結構。這種電路與VOx薄膜制成的MEMS電特性等效。所以，在VOx薄膜制作前，可利用這種等效電路對讀出電路特性做前期測試，以剔除讀出電路失效的芯片，由此，上述工作可以降低紅外探測器制作成本。
　　3、該讀出電路中的MEMS尺寸為25μm×25μm，其可