基于SAR ADC的短波红外焦平面数字化读出电路研究

作     者：陶文刚 汪鸿祎 陆逸凡 景松 黄松垒 方家熊 TAO Wengang;WANG Hongyi;LU Yifan;JING Song;HUANG Songlei;FANG Jiaxiong

作者机构：中国科学院上海技术物理研究所传感技术联合国家重点实验室上海200083 中国科学院上海技术物理研究所中国科学院红外成像材料与器件重点实验室上海200083 中国科学院大学北京100049 上海科技大学上海200083 

基　　金：国家自然科学基金项目(62175250) 中国科学院青年创新促进会项目(2020245) 

出 版 物：《半导体光电》 (Semiconductor Optoelectronics)

年 卷 期：2023年第44卷第1期

页      码：39-43页

摘      要：片上集成数字化是红外焦平面的主要发展方向之一,其关键技术是在读出电路内部集成模数转换(ADC)模块。针对线列InGaAs焦平面的数字化需求,采用了一种基于非二进制的冗余位SARADC设计方案。整个读出电路包括读出电路单元和模数转换单元。读出电路单元采用的是电容跨阻放大器(CTIA)结构,其结构线性度好,注入效率高;模数转换单元采用的是SAR ADC,其结构简单,功耗低。文章采用非二进制校准的方法对CDAC模块进行设计,通过在电容阵列中插入冗余位来提高ADC的转换速度和精度,并使用下极板采样技术来提高采样精度。在0.18μm CMOS工艺模型下,完成了14 bit的SAR ADC的设计。仿真结果表明:在采样率为1 MS/s条件下,SAR ADC的信噪比(SNR)为74 dB,有效位数为13.4 bits。

主 题 词：读出电路 数字化 逐次逼近 短波红外焦平面 

学科分类：080903[080903] 0809[工学-计算机类] 08[工学] 

D　O　I：10.16818/j.issn1001-5868.2022102401

馆 藏 号：203120974...