專利名稱：一種紅外讀出電路的背景抑制方法及其電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及紅外成像系統(tǒng)中的讀出電路，尤其是一種紅外讀出電路的背景抑制方法及其電路，屬于微電子及光電子技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
紅外輻射是介于可見光和微波之間的電磁波，波長在770nm至lmm之間，在光譜上位于紅色光外側(cè)。由于紅外輻射在大氣中傳播時，會受到大氣各種成分的吸收和散射，從而引起輻射功率的逐漸衰減，紅外光子探測器主要工作于l-3)am、 3-5pm、 8-13nm三個波段，分別稱為近紅外波段、中紅外波段、遠(yuǎn)紅外波段。在紅外成像應(yīng)用中根據(jù)探測目標(biāo)背景輻射的光子密度，有低背景和高背景之分，通常光子密度高于10力cm、的背景稱為高背景。在許多紅外系統(tǒng)的成像條件下，目標(biāo)與背景輻射的對比度相當(dāng)?shù)?，比如在室?300K)背景中探測溫度變化為0.1K的目標(biāo)。上述三個紅外波段在室溫(300K)背景下光譜輻射光子密度分別約10力cm2's、 1016/cm、、 1017/cm2*s，對比度分別約為10%、 3%、 1%。對比度定義為背景溫度變化1K所引起光子通量變化與整個光子通量的比值。由此可以看出，隨著紅外波長的增大，背景輻射越來越高，對比度越來越小。傳統(tǒng)的讀出電路都是對背景電流和信號電流一起積分，所以在大背景電流下為保證足夠的積分時間來探測出隱藏在高背景下的微弱信號，必須具有極大的積分電容。但是像素單元面積有限，讀出電路中只可能包含較小的積分電容，大背景電流會很快使其飽和，積分時間受限。此外，即使不考慮像素單元面積，將大積分電容集成在讀出電路中，也會引入非常高的噪聲。在電路的積分過程中對背景電流進(jìn)行抑制，只對信號電流積分，是一個解決以上問題的好方法。它可以在用小積分電容積分的同時延長積分時間，這樣可以提高系統(tǒng)的信噪比、動態(tài)范圍及靈敏度。
目前國內(nèi)外基本都采用電流模式背景抑制方法，中國專利(CN2754070Y)提出了一種電流存儲器背景抑制技術(shù)，其背景抑制過程分為兩步第一步校準(zhǔn)，把紅外焦平面探測器對準(zhǔn)等效背景，背景電流存儲器復(fù)制背景電流；第二步積分讀出，探測器正常觀測，在減去背景電流存儲器所復(fù)制的背景電流后只對信號電流進(jìn)行積分，實現(xiàn)背景抑制。此后利用模數(shù)和數(shù)模轉(zhuǎn)換器及非易失性存儲器自動刷新背景電流存儲器，這樣就能保證背景電流存儲器中電奢土的電壓不會衰減，持續(xù)地保持背景抑制的效果，一提高紅外成像系統(tǒng)的工作速度和可靠性。但是，在刷新背景電流存儲器后，各像素單元背景電流存儲器中的電流記憶管柵壓與校準(zhǔn)階段記錄的柵壓會存在偏差，而且電流記憶管工作于亞閾值區(qū)，記憶的電流與柵壓呈指數(shù)關(guān)系，這導(dǎo)致了各背景電流存儲器產(chǎn)生的背景減去電流與實際需要的背景減去電流不一致，使得紅外焦平面陣列具有較大的背景抑制非均勻性。背景抑制非均勻性指的是背景電流相同時單元之間背景抑制量的不一致性。此外，背景電流存儲器產(chǎn)生的背景減去電流會引入額外的散粒噪聲，模數(shù)和數(shù)模轉(zhuǎn)換器及非易失性存儲器自身的噪聲也會被傳送給像素單元，降低了紅外成像系統(tǒng)的信噪比。同時，背景電流存儲器、模數(shù)和數(shù)模轉(zhuǎn)換器及非易失性存儲器還增加了讀出電路的功耗。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了解決紅外讀出電路現(xiàn)有背景抑制技術(shù)的背景抑制非均勻性高及引入額外噪聲、功耗的問題，提供一種紅外讀出電路的背景抑制方法及其電路，具有低的背景抑制非均勻性、低噪聲、低功耗。
為實現(xiàn)以上目的，本發(fā)明采用負(fù)電荷包產(chǎn)生器分階段提供多個負(fù)電荷包來減去背景電流在積分電容上累積的電荷，不需要背景減去電流電路(如上述背景電流存儲器)產(chǎn)生背景減去電流來實現(xiàn)背景抑制，具有極低的背景抑制非均勻性，并且不引入額外的噪聲和功耗。其技術(shù)方案如下-
一種紅外讀出電路的背景抑制方法，其特征在于設(shè)置包括開關(guān)管和開關(guān)電容構(gòu)成負(fù)電荷包產(chǎn)生器，通過控制信號控制開關(guān)管導(dǎo)通與關(guān)斷，改變開關(guān)電容存儲的電荷量，向積分電容提供背景抑制所需的負(fù)電荷包，其電荷極性與背景電流累積在積分電容上的電荷極性相反，用以減去背景電流在積分電容上累積的電荷。
根據(jù)上述方法設(shè)計的背景抑制電路，設(shè)有負(fù)電荷包產(chǎn)生器、探測器、注入電路、采樣保持電路及緩沖器，負(fù)電荷包產(chǎn)生器的輸入端接輸入電壓VB;負(fù)電荷包產(chǎn)生器的輸出端與注入電路的一個輸入端連接；探測器的輸出端與注入電路的另一個輸入端連接，注入電路的輸出端與釆樣保持電路的輸入端連接，采樣保持電路的輸出端與緩沖器的輸入端連接，緩沖器的輸出端接后續(xù)信號處理電路；其中-
負(fù)電荷包產(chǎn)生器含有4個P型MOS開關(guān)管Ml、 M2、 M3、 M4以及開關(guān)電容Cs，通過設(shè)置兩個時鐘信號O" 0)2分別控制4個P型MOS開關(guān)管Ml、 M2、 M3、 M4的導(dǎo)通與關(guān)斷，改變Cs上存儲的電荷量，提供背景抑制所需的負(fù)電荷包，其電荷極性與背景
電流累積在積分電容上的電荷極性相反；設(shè)置輸入電壓VB及參考電壓VREF，調(diào)節(jié)輸入電
壓VB確定負(fù)電荷包產(chǎn)生器所提供的負(fù)電荷包的大??；參考電壓VR^—經(jīng)設(shè)定，即保持不變；負(fù)電荷包產(chǎn)生器每次提供一個負(fù)電荷包，分多次消除背景電流積累在積分電容上的電荷，實現(xiàn)背景抑制。負(fù)電荷包產(chǎn)生器每次所提供的負(fù)電荷包電量精確可控，可以通過調(diào)節(jié)負(fù)電荷包的大小及數(shù)量來滿足對不同大小背景電流抑制的需求。負(fù)電荷包產(chǎn)生器不需要背景減去電流電路，克服了電流模式背景抑制方法背景減去電流易受工藝影響的缺點，消除了由背景減去電流電路所引入的額外噪聲及功耗。
探測器含有一個高性能的紅外探測器，將—紅外輻射信號轉(zhuǎn)換成電流信號?？刹捎貌煌愋偷募t外探測器，如QWIP探測器、HgCdTe探測器、PST探測器等。
注入電路具有積分功能，能接收負(fù)電荷包產(chǎn)生器產(chǎn)生的負(fù)電荷包，可以為探測器提供穩(wěn)定的偏壓，具有極高的注入效率，并能對積分電容進(jìn)行復(fù)位操作。它含有P型MOS管M5及運算放大器和積分電容QNT， P型MOSM5管作為復(fù)位開關(guān)管，在復(fù)位信號的控制
下對積分電容QNT進(jìn)行復(fù)位；運算放大器與積分電容CjNT構(gòu)成CTIA注入電路為探測器提供穩(wěn)定的偏置電壓，偏置電壓Vbias等于負(fù)電荷包產(chǎn)生器的參考電壓V^n
采樣保持電路的功能是對注入電路輸出端輸出的積分電壓信號進(jìn)行采樣保持。利用采樣保持電路對積分電壓的采樣保持功能可實現(xiàn)讀出電路的邊積分邊讀出和先積分后讀出兩種讀出模式。它含有p型MOS管M6及采樣保持電容CSH， P型MOS管M6構(gòu)成一個 采樣保持開關(guān)，在采樣保持信號OsH控制下將積分電壓信號采樣保持到采樣保持電容CSH 上，對注入電路輸出端輸出的積分電壓信號進(jìn)行采樣保持；
緩沖器不僅可以實現(xiàn)采樣保持電路所采樣保持的積分電壓信號與后續(xù)信號處理電路 的隔離，提供足夠的驅(qū)動能力以驅(qū)動后續(xù)信號處理電路，而且還能進(jìn)行行選操作，將積分 電壓信號傳送到后續(xù)信號處理電路。緩沖器含有N型MOS管M7、 N型MOS管M8和 電流源Ib， N型MOS管M8構(gòu)成行選開關(guān)，在行選信號O)rsel的控制下讀出積分電壓信 號；N型MOS管M8導(dǎo)通時，N型MOS管M7、 N型MOS管M8與電流源Ib構(gòu)成源跟 隨器，電流源Ib為同一列的所有像素單元共有。
上述電路的具體連接關(guān)系是
P型MOS管Ml的源極與參考電壓VB相互連接;P型MOS管Ml的漏極、P型MOS 管M3的源極與開關(guān)電容Cs的一端相互連接；P型MOS管M2、 M4的源極，開關(guān)電容 Cs的另一端相互連接；P型MOS管M3、 M4的漏極與參考電壓Vref相互連接；P型MOS 管M2的漏極、P型MOS管M5的源極、運算放大器的負(fù)輸入端，紅外探測器的一端與 積分電容Qnt的一端相互連接，注入電路的兩個輸入端同為運算放大器的負(fù)輸入端；紅
外探測器的另一端與固定偏置VK相互連接；運算放大器的正輸入端與偏置電壓Vbias相互
連接；P型MOS管M5的漏極、P型MOS管M6的源極、運算放大器的輸出端與積分電 容Cint的另一端相互連接；P型MOS管M6的漏極、N型MOS管M7的柵極與釆樣保 持電容CsH的一端相互連接；采樣保持電容CsH的另一端接地；N型MOS管M7的漏極 與電源連接；N型MOS管M7的源極與N型MOS管M8的漏極相互連接；N型MOS 管M8的源極、電流源Ib的一端與后續(xù)信號處理電路中用于接收緩沖器輸出信號的電路的 輸入端相互連接；電流源Ib的另一端接地；P型MOS管M3、 M4的柵極都連接時鐘信號 01; P型MOS管Ml、 M2的柵極都連接時鐘信號02; P型MOS管M5的柵極連接復(fù)位 控制信號0>RST; P型MOS管M6的柵極連接采樣保持控制信號$SH; N型MOS管M8 的柵極連接行選控制信號<DRSEL。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點及顯著效果
(1) 本發(fā)明能有效地延長積分時間，提高紅外成像系統(tǒng)探測微弱信號的能力，改善動 態(tài)范圍、信噪比及靈敏度。
(2) 本發(fā)明利M^—電荷包產(chǎn)生器每次提供一個電荷極性與背景電流累積在積分電容上
的電荷極性相反的負(fù)電荷包，分多次消除背景電流積累在積分電容上的電荷，實現(xiàn)背景抑 制，不易受工藝影響，具有極低的背景抑制非均勻性。
(3) 本發(fā)明的負(fù)電荷包產(chǎn)生器每次所提供的負(fù)電荷包電量精確可控，可以通過調(diào)節(jié)負(fù) 電荷包的大小及數(shù)量來滿足對不同大小背景電流抑制的需求。該方法適用于任意大小的背 景電流。
(4) 本發(fā)明不需要背景減去電流電路，消除了由背景減去電流電路所引入的額外噪聲 及功耗。


圖1為本發(fā)明的原理框圖； 圖2為本發(fā)明的一個具體實現(xiàn)電路圖； 圖3為圖2電路的控制時序圖。
具體實施例方式
參看圖l、 2 ，本發(fā)明設(shè)有負(fù)電荷包產(chǎn)生器l、探測器2、注入電路3、采樣保持電路 4、緩沖器5。負(fù)電荷包產(chǎn)生器1含有4個P型M0S管M1、 M2、 M3、 M4 (它們均作開 關(guān)管)和開關(guān)電容Cs。其中，通過時鐘信號O" 02控制Ml、 M2、 M3、 M4的導(dǎo)通與 關(guān)斷，改變Q上存儲的電荷量，以提供背景抑制所需的負(fù)電荷包；參考電壓VB可調(diào)， 通過調(diào)節(jié)參考電壓VB能確定負(fù)電荷包產(chǎn)生器1所提供的負(fù)電荷包的大?。粎⒖茧妷篤REF 一經(jīng)設(shè)定，即保持不變。探測器2含有一個高性能的紅外探測器，將紅外輻射信號轉(zhuǎn)換成 電流信號。注入電路3含有P型MOS管M5，運算放大器，積分電容dNT。其中，P型
MOS管M5作為復(fù)位開關(guān)管，在復(fù)位信號①RST的控制下對積分電容CiNT進(jìn)行復(fù)位；運算
放大器、積分電容CiNT，構(gòu)成CTIA注入電路為探測器提供穩(wěn)定的偏壓，具有極高的注入
效率；偏置電壓Vbias等于負(fù)電荷包產(chǎn)生器l的參考電壓VREF。采樣保持電路4含有P型
MOS管M6，采樣保持電容CsH。其中，P型MOS管M6構(gòu)成一個采樣保持開關(guān)，在采
樣保持信號①sh控制下將積分電壓信號采樣保持到采樣保持電容Csh上。緩沖器5含有N
型MOS管M7， N型MOS管M8，電流源Ib。其中，N型MOS管M8構(gòu)成行選開關(guān)， 在信號ORSEL的控制下讀出積分電壓信號；N型MOS管M8導(dǎo)通時，N型MOS管M7、 N型MOS管M8、電流源Ib構(gòu)成源跟隨器，電流源Ib為同一列的所有像素單元共有。
電路的連接關(guān)系如下P型MOS管Ml的源極與參考電壓VB相互連接于第一節(jié)點 Al; P型MOS管Ml的漏極，P型MOS管M3的源極，開關(guān)電容Cs的一端相互連接于 第二節(jié)點A2; P型MOS管M2、 M4的源極，開關(guān)電容Cs的另一端相互連接于第三節(jié)點 A3; P型MOS管M3、 M4的漏極，參考電壓VREF相互連接于第四節(jié)點A4; P型MOS 管M2的漏極，P型MOS管M5的源極，運算放大器的負(fù)輸入端，紅外探測器的一端， 積分電容CiNT的一端相互連接于第五節(jié)點A5，這里注入電路3的兩個輸入端同為運算放 大器的負(fù)輸入端；紅外探測器的另一端與固定偏置VR相互連接于第六節(jié)點A6;運算放 大器的正輸入端與偏置電壓VbiM相互連接于第七節(jié)點A7; P型MOS管M5的漏極，P型 MOS管M6的源極，放大器的輸出端，積分電容QNT的另一端相互連接于第八節(jié)點A8; P型MOS管M6的漏極，N型MOS管M7——的—柵極，采樣保持電容CSH的一端相互連接于 第九節(jié)點A9;采樣保持電容CsH的另一端與地相互連接于第十節(jié)點A10; N型MOS管 M7的漏極與電源相互連接于第H^—節(jié)點All; N型MOS管M7的源極與N型MOS管 M8的漏極相互連接于第十二節(jié)點A12; N型MOS管M8的源極，電流源Ib的一端，后 續(xù)信號處理電路中用于接收緩沖器輸出信號的電路的輸入端，相互連接于第十三節(jié)點 A13;電流源Ib的另一端與地相互連接于第十四節(jié)點A14; P型MOS管M3、 M4的柵極 都接時鐘信號P型MOS管Ml、 M2的柵極都接時鐘信號d>2; P型MOS管M5的柵 極接復(fù)位控制信號Orst; P型MOS管M6的柵極接采樣保持控制信號cDSH; N型MOS 管M8的柵極接行選控制信號0RSEt。圖2所示電路的所有控制信號和時鐘信號工作過程如圖3所示，圖3中 標(biāo)號(1)，該階段處于復(fù)位時期，復(fù)位開關(guān)管M5在復(fù)位控制信號d)RST的控制下導(dǎo) 通，開關(guān)管M3、 M4在時鐘信號0^的作用下導(dǎo)通，開關(guān)管M1、 M2在時鐘信號①2的作 用下關(guān)斷，采樣保持開關(guān)管M6在采樣保持控制信號①sH的作用下關(guān)斷，行選開關(guān)管M8
在行選信號①KSEL的作用下關(guān)斷，積分電容QNT處于復(fù)位狀態(tài)，開關(guān)電容Cs的兩端同時 都接參考電壓VREF。在此階段，可以調(diào)節(jié)參考電平VB，以改變負(fù)電荷包產(chǎn)生器提供的負(fù)
電荷包的大小。
標(biāo)號(2)，在充足的復(fù)位時間后，復(fù)位開關(guān)管M5在復(fù)位控制信號<E>RST的控制下關(guān) 斷，電路開始積分。開關(guān)管M3、 M4在時鐘信號Oi的作用下導(dǎo)通，開關(guān)管M1、 M2在 時鐘信號02的作用下關(guān)斷，采樣保持開關(guān)管M6在采樣保持控制信號0)SH的作用下關(guān)斷，
行選開關(guān)管M8在行選信號OKSEL的作用下關(guān)斷。開關(guān)電容Cs的兩端同時都接參考電壓
VreF，開關(guān)電容Cs的兩端電壓差值為VCs = 0。
在電路開始積分后，負(fù)電荷包產(chǎn)生器l與由運算放大器、積分電容CWr組成的CTIA
注入電路構(gòu)成了一個反相開關(guān)電容積分器，開關(guān)電容Cs和積分電容QNT的大小被設(shè)定為 1: m，參考電壓VREF、偏置電壓Vbias與參考電壓VB滿足Vbia^VREF〉VB。
標(biāo)號(3)，在此階段時鐘信號①b d)2近似為一對兩相非交疊時鐘信號，它們的周期
為T2。時鐘信號Oi第一次跳變?yōu)楦唠娖?，開關(guān)管M3、 M4關(guān)斷，負(fù)電荷包產(chǎn)生器1與 CTIA注入電路構(gòu)成的反相開關(guān)電容積分器開始工作；接著，時鐘信號02第一次跳變?yōu)?低電平，開關(guān)管M1、M2導(dǎo)通，在時鐘信號02的下降沿開關(guān)電容Cs兩端的電壓差從Vcs =0跳變?yōu)閂Cs=VREF-VB，由于第五節(jié)點A5電荷守恒，開關(guān)電容Cs右極板與積分電容 CiNT左極板的電荷變化量相等極性相反，開關(guān)電容Cs上的電荷改變量被傳送到積分電容 Cint上，使放大器的輸出電壓V0升高，升高的電壓值A(chǔ)Vo = [(Vref -Vb》Cs]/Qnt =(Vref -VB)/m，從積分開始到時鐘信號Oh的第一個上升沿之間的時間為Tn然后，經(jīng)過一段時 間后，時鐘信號①2跳變?yōu)楦唠娖?，開關(guān)管M1、 M2關(guān)斷；跟著，時鐘信號Oh跳變?yōu)榈?電平，開關(guān)管M3、 M4導(dǎo)通，開關(guān)電容Cs的兩端同時都接參考電壓VREF，再次使得Vcs =0，并保持到時鐘信號的第二個上升沿；時鐘信號①i的第二個上升沿既標(biāo)志著負(fù)電 荷包產(chǎn)生器1與CTIA注入電路構(gòu)成的反相開關(guān)電容積分器第一個工作周期的結(jié)束，又標(biāo) 志著第二個工作周期的開始。此后，在時鐘信號O卜①2的作用下負(fù)電荷包產(chǎn)生器1與 CTIA注入電路構(gòu)成的反相開關(guān)電容積分器重復(fù)工作，時鐘信號d>2—的每個下降沿，負(fù)電 荷包產(chǎn)生器1都會給積分電容QNT輸送一個負(fù)電荷包，使得放大器的輸出電壓Vo每次都 升高(Vref -VB)/m。在負(fù)電荷包產(chǎn)生器1與CTIA注入電路構(gòu)成的反相開關(guān)電容積分器的 第N個工作周期中，時鐘信號0h跳變?yōu)榈碗娖胶蟮姆e分時間內(nèi)時鐘信號O卜02保持不 變，開關(guān)電容Cs兩端都接參考電壓VREF， Vcs保持為0，反相開關(guān)電容積分器停止工作。 在此階段，使負(fù)電荷包產(chǎn)生器1提供的負(fù)電荷總量等于背景電流在整個積分時間內(nèi)累積在 積分電容CjNT上的電荷量，即能實現(xiàn)背景抑制。
標(biāo)號(4)，采樣保持階段，采樣保持開關(guān)管M6在采樣保持控制信號①sH的作用下導(dǎo) 通，采樣保持電路對放大器的輸出電壓Vo進(jìn)行采樣。在(DsH的上升沿采樣過程結(jié)束，放
8大器的輸出電壓Vo被保持在采樣保持電容CsH上，這也意味著積分過程的結(jié)束。時鐘信 號的第N次上升沿(也是積分過程中①i的最后一次上升沿)與OsH的上升沿之間的 時間為T3,整個積分時間Tint = T一(N-l)xT2+T3。
標(biāo)號(5)，在積分過程結(jié)束后，復(fù)位開關(guān)管M5在復(fù)位控制信號0)rst的控制下導(dǎo)通， 對積分電容進(jìn)行復(fù)位。然后，行選開關(guān)管M8在行選信號0)Ksa的作用下導(dǎo)通，存儲在采 樣保持電容CsH上的積分電壓信號，被傳送到后續(xù)信號處理電路。接著行選開關(guān)管M8在 行選信號OKSEL的作用下關(guān)斷，積分電壓信號傳輸完畢，實現(xiàn)了先積分后讀出功能。
重復(fù)標(biāo)號(1) (5)的過程，這樣完成電路周而復(fù)始的工作。
權(quán)利要求
1、一種紅外讀出電路的背景抑制方法，其特征在于設(shè)置包括開關(guān)管和開關(guān)電容構(gòu)成負(fù)電荷包產(chǎn)生器，通過控制信號控制開關(guān)管導(dǎo)通與關(guān)斷，改變開關(guān)電容存儲的電荷量，向積分電容提供背景抑制所需的負(fù)電荷包，其電荷極性與背景電流累積在積分電容上的電荷極性相反，用以減去背景電流在積分電容上累積的電荷。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述方法設(shè)計的背景抑制電路，其特征在于設(shè)有負(fù)電荷包產(chǎn)生 器、探測器、注入電路、采樣保持電路及緩沖器，負(fù)電荷包產(chǎn)生器的輸入端接輸入電壓， 負(fù)電荷包產(chǎn)生器的輸出端與注入電路的一個輸入端連接;探測器的輸出端與注入電路的另 一個輸入端連接，注入電路的輸出端與采樣保持電路的輸入端連接，采樣保持電路的輸出 端與緩沖器的輸入端連接，緩沖器的輸出端接后續(xù)信號處理電路；其中負(fù)電荷包產(chǎn)生器含有4個P型MOS開關(guān)管Ml、 M2、 M3、 M4以及開關(guān)電容Cs， 設(shè)置兩個時鐘信號Oi、 02分別控制4個P型MOS開關(guān)管Ml、 M2、 M3、 M4的導(dǎo)通與 關(guān)斷，改變開關(guān)電容Cs上存儲的電荷量，提供背景抑制所需的負(fù)電荷包，其電荷極性與 背景電流累積在積分電容上的電荷極性相反；設(shè)置參考電壓Vref，調(diào)節(jié)負(fù)電荷包產(chǎn)生器 輸入電壓VB，確定負(fù)電荷包產(chǎn)生器所提供的負(fù)電荷包的大??；探測器含有一個高性能的紅外探測器，將紅外輻射信號轉(zhuǎn)換成電流信號； 注入電路含有P型MOS管M5及運算放大器和積分電容Qnt， P型MOS M5管作為復(fù)位開關(guān)管，在復(fù)位信號的控制下對積分電容CiNT進(jìn)行復(fù)位；運算放大器與積分電容Qnt 構(gòu)成CTIA注入電路為探測器提供穩(wěn)定的偏置電壓，偏置電壓Vbias等于負(fù)電荷包產(chǎn)生器 的參考電壓Vref;采樣保持電路含有P型MOS管M6及采樣保持電容CSH， P型MOS管M6構(gòu)成一個 采樣保持開關(guān)，在采樣保持信號OsH控制下將積分電壓信號采樣保持到采樣保持電容CSH 上，對注入電路輸出端輸出的積分電壓信號進(jìn)行采樣保持，實現(xiàn)讀出電路的邊積分邊讀出 和先積分后讀出兩種讀出模式；緩沖器含有N型MOS管M7、 N型MOS管M8和電流源Ib， N型MOS管M8構(gòu)成 行選開關(guān)，在信號(是什么信號？)①rsel的控制下讀出積分電壓信號；N型MOS管M8 導(dǎo)通時，N型MOS管M7、 N型MOS管M8與電流源Ib構(gòu)成源跟隨器，，流源Ib為同一 列的所有像素單元共有；以實現(xiàn)采樣保持電路所采樣保持的積分電壓信號與后續(xù)信號處理 電路的隔離，提供足夠的驅(qū)動能力以驅(qū)動后續(xù)信號處理電路，進(jìn)行行選操作，將積分電壓 信號傳送到后續(xù)信號處理電路。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的背景抑制電路，其特征在于按以下連接 P型MOS管Ml的源極與參考電壓VB相互連接；P型MOS管Ml的漏極、P型MOS管M3的源極與開關(guān)電容Cs的一端相互連接；P型MOS管M2、 M4的源極，開關(guān)電容 Cs的另一端相互連接；P型MOS管M3、 M4的漏極與參考電壓Vref相互連接；P型MOS 管M2的漏極、P型MOS管M5的源極、運算放大器的負(fù)輸入端，紅外探測器的一端與積分電容Qnt的一端相互連接，注入電路的兩個輸入端同為運算放大器的負(fù)輸入端；紅 外探測器的另一端與固定偏置VR相互連接；運算放大器的正輸入端與偏置電壓Vbias相互 連接；P型MOS管M5的漏極、P型MOS管M6的源極、運算放大器的輸出端與積分電 容Cint的另一端相互連接；P型MOS管M6的漏極、N型MOS管M7的柵極與采樣保 持電容CsH的一端相互連接；采樣保持電容CsH的另一端接地；N型MOS管M7的漏極 與電源連接；N型MOS管M7的源極與N型MOS管M8的漏極相互連接；N型MOS 管M8的源極、電流源Ib的一端與后續(xù)信號處理電路中用于接收緩沖器輸出信號的電路的 輸入端相互連接；電流源Ib的另一端接地；P型MOS管M3、 M4的柵極都連接時鐘信號 P型MOS管Ml、 M2的柵極都連接時鐘信號02; P型MOS管M5的柵極連接復(fù)位 控制信號Orst; P型MOS管M6的柵極連接釆樣保持
全文摘要
一種紅外讀出電路的背景抑制方法及其電路，設(shè)有負(fù)電荷包產(chǎn)生器、探測器、注入電路、采樣保持電路及緩沖器，負(fù)電荷包產(chǎn)生器的輸出端與注入電路的一個輸入端連接；探測器的輸出端與注入電路的另一個輸入端連接，注入電路的輸出端與采樣保持電路的輸入端連接，采樣保持電路的輸出端與緩沖器的輸入端連接，緩沖器的輸出端接后續(xù)信號處理電路。本發(fā)明采用負(fù)電荷包產(chǎn)生器分階段提供多個負(fù)電荷包來減去背景電流在積分電容上累積的電荷，不需要現(xiàn)有技術(shù)的背景電流存儲器產(chǎn)生背景減去電流來實現(xiàn)背景抑制，具有極低的背景抑制非均勻性，并且不引入額外的噪聲和功耗。
文檔編號H04N3/15GK101582978SQ20091003332
公開日2009年11月18日 申請日期2009年6月18日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月18日
發(fā)明者周楊帆, 夏曉娟, 孫偉鋒, 時龍興, 亮 謝, 陸生禮 申請人:東南大學(xué)