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文檔簡(jiǎn)介
1、X射線圖像傳感器廣泛應(yīng)用于醫(yī)學(xué)成像、空間探測(cè)、無(wú)損探傷等領(lǐng)域。基于CMOS的射線圖像傳感器有低功耗、低成本、集成度高等優(yōu)點(diǎn),其市場(chǎng)應(yīng)用前景廣泛。
本文分析像素工作過(guò)程引入的噪聲,根據(jù)噪聲性質(zhì)給出降噪方案,并用PSPICE軟件對(duì)降噪方案進(jìn)行仿真與分析。研究重點(diǎn)包括:采用漏極過(guò)零和雙斜積分的復(fù)位方式抑制圖像拖尾和圖像光暈;采用襯底參雜新結(jié)構(gòu)抑制像素串?dāng)_;采用雙柵結(jié)構(gòu)的復(fù)位管抑制溝道回濺噪聲;三種暗電流調(diào)零電路:暗電流拷貝調(diào)零、V/
2、I轉(zhuǎn)換調(diào)零與暗電流積分調(diào)零電路的仿真與分析;讀出放大電路失調(diào)電壓校正電路、傳統(tǒng)相關(guān)雙采樣電路(CDS電路)與單通路相關(guān)雙采樣電路的仿真與分析;改進(jìn)的按位比較模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)與二分逐次逼近ADC的仿真與分析。
仿真結(jié)果表明,漏極過(guò)零和雙斜積分結(jié)合的復(fù)位方式能有效地抑制圖像拖尾和圖像光暈,提高系統(tǒng)動(dòng)態(tài)范圍。采用暗電流調(diào)零電路能減小像素內(nèi)部暗電流,提高成像質(zhì)量。具有濃度梯度的襯底結(jié)構(gòu)能增大電荷收集效率,抑制像素串?dāng)_。采用雙柵結(jié)構(gòu)
3、的傳輸管能提高電荷轉(zhuǎn)移效率,減小溝道回濺噪聲。單通道CDS在抑制固定模式噪聲(FPN)的同時(shí)引入最小噪聲。
本文的創(chuàng)新之處體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:
(1)最佳帶寬的確定:根據(jù)源跟隨器電路特點(diǎn),調(diào)節(jié)影響SNR的參數(shù),使系統(tǒng)工作于最佳帶寬。
(2)新型像素復(fù)位電路:該電路彌補(bǔ)現(xiàn)有復(fù)位電路的不足。
(3)像素串?dāng)_的抑制:外延層參雜形成的濃度梯度,誘導(dǎo)電荷進(jìn)入指定區(qū)域。
(4)ADC的設(shè)計(jì):改進(jìn)的A
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