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(yīng)用于軍用和民用領(lǐng)域。非制冷紅外探測器的誕生及發(fā)展是紅外技術(shù)領(lǐng)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(shù)具有廣泛的發(fā)展及應(yīng)用前景。因此，非制冷紅外焦平面探測器及其應(yīng)用技術(shù)已成為各國研究的熱點(diǎn)。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(jí)芯片是當(dāng)前非制冷紅外焦平面陣列的重要課題之一。
　　本論文設(shè)計(jì)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(chǔ)上通過分析和評(píng)估紅外探測器性能的各項(xiàng)參數(shù)，用于指導(dǎo)在器件研制過程中讀出電路和微機(jī)械系統(tǒng)(MEMS)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì);并設(shè)計(jì)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(jié)構(gòu)。此外，本文對(duì)上述讀出電路中各個(gè)模塊的模擬電路進(jìn)行了設(shè)計(jì)、仿真和分析。
　　全文的主要研究內(nèi)容總結(jié)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(yīng)率和噪聲等相關(guān)參數(shù)的解析表達(dá)式。這些參

3、數(shù)可用于指導(dǎo)讀出電路和MEMS結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)。
　　2、由于紅外探測器中的VOx薄膜制作工藝復(fù)雜、成本較高。本論文設(shè)計(jì)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(jié)構(gòu)。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(duì)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