1 024×1 024 AlGaN紫外焦平面读出电路的超低功耗设计
Design of ultra-low-power readout circuit for 1 024×1 024 UV AlGaN focal plane arrays
1 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
2 中国科学院上海技术物理研究所 红外成像材料与器件重点实验室,上海 200083
图 & 表
图 1.
Fig. 1. System architecture for UV AlGaN FPA readout circuit with whole chip ESD protection
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图 2.
Fig. 2. Pixel arrays and column level circuits
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图 3.
Fig. 3. Design of column buffer circuit
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图 4.
Fig. 4. Architecture of whole chip bias supply
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图 5.
Fig. 5. Die photograph of ROIC chip
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图 6.
Fig. 6. Test platform of the ROIC chip and test result
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图 7.
Fig. 7. Measurement results of 1 024×1 024 ROIC with eight outputs by acquisition card
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表 1Comparision of power consumption
Table1. Comparision of power consumption
Parameter | Previous[11] | This paper | Array format | 128×128 | 1 024×1 024 | Pixel current/nA | 499 | 8.5 | Total power consumption/mW | 49.2 | 67.3 |
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表 2ROIC of UVFPA specifications
Table2. ROIC of UVFPA specifications
Parameter | Measurement | Array format | 1 024×1 024 | Pixel size | 18 µm×18 µm | Operate mode | Snapshot | Pixel current/nA | 8.5 | Power consumption | 67.3 mW @2 MHz | Frame rate | 15 Hz(limited by speed of acquisition card) | Integration capacitor Charge capacity | 0.11 Me- at 10 fF &1.23 M e- at 110 fF
| Output swing/V | 1.8 | Power supply/V | 3.3 | Chip area | 19.30 mm×20.17 mm |
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谢晶, 李晓娟, 张燕, 李向阳. 1 024×1 024 AlGaN紫外焦平面读出电路的超低功耗设计[J]. 红外与激光工程, 2020, 49(5): 20190491. Xie Jing, Li Xiaojuan, Zhang Yan, Li Xiangyang. Design of ultra-low-power readout circuit for 1 024×1 024 UV AlGaN focal plane arrays[J]. Infrared and Laser Engineering, 2020, 49(5): 20190491.