【摘 要】
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读出电路作为红外焦平面的重要组成部分，其性能好坏直接影响了红外焦平面器件的性能。在红外焦平面技术高速发展的今天，针对许多情况下传统读出电路有限的动态范围无法满足性能
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读出电路作为红外焦平面的重要组成部分，其性能好坏直接影响了红外焦平面器件的性能。在红外焦平面技术高速发展的今天，针对许多情况下传统读出电路有限的动态范围无法满足性能要求的问题，本论文研究和分析了一种大动态范围读出电路。
本论文主要内容有:(1)首先对比分析了多种传统电路单元结构与工作原理并且对大动态范围读出电路的研究现状进行了讨论。(2)在此基础上研究了通过积分电容自适应和信号到达阈值时间记录两种提高读出电路动态范围的方法。通过仿真，重点剖析了包含相应功能模块的CTIA单元电路的实现方案并验证了电路功能和方法的可行性。(3)最终设计了专用的PCB测试板，编写了C语言测试程序，对采用0.35μ m标准CMOS集成电路工艺流片得到的读出电路样品进行了详细的测试，测试结果表明电路在FCI、FCPTTTI、ACSI和ACSPTTTI四个工作模式下积分功能正常，当电路工作在ACSPTTTI模式下时，最大动态范围为139dB，可探测信号的范围达到了7个数量级(积分时间为10ms时，从pA到μ A)，与FCI模式（传统读出电路工作模式）相比，提高了近80dB。电路对温度变化表现并不敏感，在50℃环境下依然工作稳定，同时电路总功耗为83mW。目前，对于自适应积分电容和阈值时间记录二者相结合的方法提高动态范围的读出电路在国内外尚无公开报道，通过本论文的研究，为后续该类读出电路的完善与发展打下了坚实的基础。
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