EDN China > 设计实例 > 模拟设计 > 运放与功放 > 正文
? 2016博客大赛-不限主题,寻找电子导师,大奖升级??

微光CMOS图像传感器读出电路设计

徐星?? 陈世军?? 中国科学院上海技术物理研究所 电子设计工程?? 2015年07月01日 ?? 收藏1
当前固体微光器件以EBCCD 及EMCCD 器件为主,随着CMOS 工艺及电路设计技术的发展, 微光CMOS 图像传感器的性能在不断提高,通过采用专项技术,微光CMOS 图像传感器的性能已接近EMCCD 的性能, 揭开了CMOS 图像传感器在微光领域应用的序幕。随着对微光CMOS 图像传感器研究的进一步深入,在不远的未来,微光CMOS图像传感器的性能将达到夜视应用要求,在微光器件领域占据重要地位。

读出电路是微光CMOS 图像传感器的重要组成部分,它的基本功能是将探测器微弱的电流、电压或电阻变化转换成后续信号处理电路可以处理的电信号,它的噪声水平限制着CMOS 图像传感器在微光下的应用。微光条件下像素的输出信号十分微弱,任何过大的电路噪声、偏移都可以将信号湮没,因此提高读出电路输出信号的SNR 是微光设计的关键之一。本文采用的新型电容反馈跨阻放大型读出电路CTIA电路,可以提供很低的探测器输入阻抗和恒定的探测器偏置电压,在从很低到很高的背景范围内,都具有非常低的噪声,其输出信号的线性度和均匀性也很好,适合微弱信号的读出。

1 电路设计

为完成探测器输出电流向电压的精确转化,所设计的电路由CTIA 和相关双采样(CDS)组成,CTIA 由反向放大器和反馈积分电容构成的一种复位积分器。其增益大小由积分电容确定。图1 为典型CTIA 电路结构。

图1 典型CTIA 结构
图1 典型CTIA 结构

当Reset 信号为高时,MOS 开关开通,由运算放大器的虚短特性可知,输入端的电压与Vref相等,此时积分电容两端电压相等, 都为Vref。当Reset 信号变为低电平时,MOS 开关关断,由于输入端的电压由Vref控制,因此在积分电容Cf右极板上产生感应电荷并慢慢积累,右极板电压逐渐增大,积分过程开始。最后电压通过相关双采样电路读出。

【分页导航】


上一页1234下一页
?? ?? ??


打开微信“扫一扫”,打开网页后点击屏幕右上角分享按钮

1.扫描左侧二维码
2.点击右上角的分享按钮
3.选择分享给朋友
?? ??

图像传感器? 信噪比? 光探测器? MOS管?

相关文章

我来评论
美国的游客
美国的游客 ??? (您将以游客身份发表,请登录 | 注册)
?
有问题请反馈