提出了一种可提高亮度均匀性的用于高分辨率硅基OLED微显示器的像素电路。该像素电路包含4个MOS管和1个电容(4T1C), 通过对不同像素驱动管之间的阈值电压(Vth)的差值进行补偿, 从而提高各个像素之间亮度均匀性。该电路采用0.18 μm 1P6M混合信号工艺完成了电路设计和仿真验证, 子像素面积仅为9 μm×3 μm, 像素密度达2 822 PPI。仿真结果表明, 在不补偿阈值电压的时候, 像素之间电流的偏差从-62.6 %变化到61.7 %, 补偿后, 像素之间电流的偏差从-14.8 %变化到11.8 %。

设计了一款分辨率为1400×1050的OLED微显示器驱动芯片。利用10位的DAC将数字视频信号转成模拟信号, 内置10位计数器和数字比较器完成视频信号的传输, 内置温度检测、负压电源CUK电路、正压电源LDO以及I2C接口等模块电路, 可满足硅基OLED微显示器高集成度的需要。像素电路采用了改进的电压型驱动方式, 能够在较宽的OLED公共阴极电压范围内维持很大的电流比率。采用0.18 μm 1P6M混合信号工艺完成了电路设计和仿真验证, 仿真结果表明, 芯片在120M时钟频率下能够实现256级灰度, 输出OLED像素电流范围为11 pA～215 nA, 可以满足高分辨率OLED阵列高亮度和高对比度的要求。

为研究空间高能粒子位移损伤效应引起的星用CMOS图像传感器性能退化，对国产CMOS有源像素传感器进行了中子辐照试验，当辐射注量达到预定注量点时，采用离线的测试方法，定量测试了器件的暗信号、暗信号非均匀性、饱和输出电压、像素单元输出电压等参数的变化规律。通过对CMOS图像传感器敏感参数退化规律及其与器件工艺、结构的相关性进行分析，并根据半导体器件辐射效应理论，深入研究了器件参数退化机理。试验结果表明，暗信号和暗信号非均匀性随着中子辐照注量的增大而显著增大，饱和输出电压基本保持不变。暗信号的退化是因为位移效应在体硅内引入大量体缺陷增加了耗尽区内热载流子产生率，暗信号非均匀性的退化主要来自于器件受中子辐照后在像素与像素之间产生了大量非均匀性的体缺陷能级。另外，还在样品芯片上引出了独立的像素单元测试管脚，测试了不同积分时间下像素单元输出信号。

设计了一种用于研究在电阻阵像素单元中使用过驱动技术的电路结构。与 国外过驱动技术的实现方式相比，该方式采用开环控制形式，省去了系统闭环计算和查 表环节，节省了系统资源，改善了系统的实时性。该电 路结构是通过分析过驱动技术原理而设计的，能满足对电阻阵微桥电阻热响应时间t1、过驱动因子Kod和温度动态范围的研究 要求，而且符合像素单元面积的限制条件，其Kod在1～1.5的范围内是可调的。对该电路进行了仿真、版 图设计，并请华润上华公司(CSMC)用0.5m工艺进行了流片，最后用搭建的测试系统对该电路的功能进行了验证。 结果表明，该电路的过驱动因子符合设计要求。

采用60Co-γ射线对某国产0.5 μm CMOS N阱工艺CMOS有源像素传感器(APS)的整体电路和像素单元结构进行了电离总剂量辐射效应研究, 重点考察了器件的饱和输出信号、像素单元输出信号、暗信号等参数的变化规律。随着辐射剂量的增大, 饱和输出信号逐渐减小且与像素单元饱和输出信号变化基本一致; 暗信号随总剂量的增大而显著增大。研究结果表明, 0.5 μm工艺CMOS APS电离总剂量辐射效应引起参数退化的主要原因是光敏二极管周围的整个LOCOS(Local oxidation of silicon)隔离氧化层产生了大量的辐射感生电荷。

像素单元电路是读出电路的核心单元电路, 其性能直接关系到整个焦平面成像的性能。文章从电路结构设计、注入效率的分析、电荷存储能力的分析、非线性的优化设计对直接注入型像素单元电路进行了研究。通过仿真, 主要分析了像素单元电路中器件参数对注入效率的影响, 以及积分电容对读出电路的电荷存储能力及非线性的影响。基于研究结果设计的读出电路采用了CSMC 0.5μm工艺进行流片验证, 实测结果表明, 电路具有较好的特性, 芯片已成功应用于国内某研究所致冷型探测器组件中。