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GaN基紫外探测器读出电路注入效率

马丁 刘福浩 李向阳 张燕

马丁, 刘福浩, 李向阳, 张燕. GaN基紫外探测器读出电路注入效率[J]. 红外与激光工程, 2017, 46(11): 1120001-1120001(6). doi: 10.3788/IRLA201746.1120001
引用本文: 马丁, 刘福浩, 李向阳, 张燕. GaN基紫外探测器读出电路注入效率[J]. 红外与激光工程, 2017, 46(11): 1120001-1120001(6). doi: 10.3788/IRLA201746.1120001
Ma Ding, Liu Fuhao, Li Xiangyang, Zhang Yan. Injection efficiency of GaN based ultraviolet detector readout circuit[J]. Infrared and Laser Engineering, 2017, 46(11): 1120001-1120001(6). doi: 10.3788/IRLA201746.1120001
Citation: Ma Ding, Liu Fuhao, Li Xiangyang, Zhang Yan. Injection efficiency of GaN based ultraviolet detector readout circuit[J]. Infrared and Laser Engineering, 2017, 46(11): 1120001-1120001(6). doi: 10.3788/IRLA201746.1120001

GaN基紫外探测器读出电路注入效率

doi: 10.3788/IRLA201746.1120001
基金项目: 

国家自然科学基金(61106097,61204134,11304335);上海市自然科学基金(16ZR1441300)

详细信息
    作者简介:

    马丁(1984-),男,博士生,主要从事红紫外探测器读出电路相关方向的研究。Email:mading@mail.sitp.ac.cn

  • 中图分类号: TN23

Injection efficiency of GaN based ultraviolet detector readout circuit

  • 摘要: 读出电路的注入效率是决定紫外焦平面探测器性能的重要因素。基于GaN基p-i-n结构日盲紫外探测器以及CTIA结构读出电路的等效模型,对探测器信号读出的电荷注入效率进行了分析,得到了注入效率的表达式。分析了注入效率与积分时间、探测器等效电阻、探测器等效结电容、CTIA电路中运算放大器增益的依赖关系,并指出了放大器增益是有效影响注入效率的重要可控因素之一,可以用提高增益的方法获得更大的注入效率。设计了几种不同增益的运算放大器电路,并分别构成CTIA结构读出电路。采用GF 0.35 m 2P4M标准CMOS工艺设计电路版图并进行流片。将紫外探测器分别连接至具有不同放大器增益的CTIA读出电路并进行测试,通过对比注入效率的理论分析结果与实际测试结果,可以得知,注入效率的理论分析与实验结果吻合较好。
  • [1] Xue Qingsheng. Spaceborne multiband UV atmospheric sounder with two fields[J]. Optics and Precision Engineering, 2016, 24(9):2101-2108. (in Chinese)
    [2] Ni Qiliang, He Lingping, Liu Shijie, et al. Extreme ultraviolet single photon-counting imaging system based on induced charge position-sensitive anode[J]. Optics and Precision Engineering, 2010, 18(12):2543-2548. (in Chinese)
    [3] Chen Jian, Wang Weiguo, Gao Huibin, et al. Radiation calibration for UV detectors and standard transferring[J]. Chinese Optics, 2012, 5(4):423-429. (in Chinese)
    [4] Zhou Ying, Lou Hongwei, Zhou Yue, et al. Automatic real-time detection method of faint solar-blind ultraviolet corona[J]. Chinese Optics, 2015, 8(6):926-932. (in Chinese)
    [5] Liu Wanjin, Hu Xiaoyan, Yu Songlin. Development overview of GaN-based ultraviolet detector[J]. Laser Infrared, 2012, 42(11):1210-1214. (in Chinese)
    [6] Wang Xiaoyong, Chong Ming, Zhao Degang, et al. Back-illuminated 283 nm AlGaN solar-blind ultraviolet p-i-n photodetector[J]. Infrared and Laser Engineering, 2013, 42(4):1011-1014. (in Chinese)
    [7] Zhang Yan, Gong Haimei, Bai Yun, et al. UV detection applied to space and the research development of AlGaN detector[J]. Laser Infrared, 2006, 36(11):1009-1012. (in Chinese)
    [8] Hao Lichao, Chen Honglei, Li Hui, et al. Design of IRFPA ROIC with high injection efficiency[J]. Infrared and Laser Engineering, 2014, 43(6):1782-1787. (in Chinese)
    [9] Hsieh Chih-Cheng, Wu Chung-Yu, Jih Far-Wen, et al. Focal-Plane-Arrays and CMOS readout techniques of infrared imaging systems[J]. IEEE Transactions on Circuits and Systems for Video Technology August, 1997, 7(4):594-603.
    [10] Scribner D, Kruer M, Killiany J. Infrared focal-plane-array technology[J]. Proceedings of the IEEE, 1991, 79(1):66-85.
    [11] Xu Bin. Research on pixel level analog to digital conversion for ultraviolet focal plane array[D]. Shanghai:Shanghai Institute of Technical Physics of the Chinese Academy of Sciences, 2014. (in Chinese)
    [12] Yao Libin. CMOS readout circuit design for infrared image sensors[C]//SPIE, 2009, 7384:73841B.
    [13] Song Pengyun, Ye Zhenhua, Hu Weida, et al. Injection efficiency of DI and CTIA readout integrated circuit[C]//2015 International Conference on Numerical Simulation of Optoelectronic Devices, 2015:7292832.
    [14] Wang Gang, Lu Shengli. Design of IRFPA ROIC with high injection efficiency[J]. Chinese Journal of Electron Devices, 2009, 32(2):351-353. (in Chinese)
    [15] Wang Pan, Ding Ruijun, Ye Zhenhua. High frequency weak signal analog chain design of short-wavelength IRFPAs[J]. Infrared and Laser Engineering, 2014, 43(5):1370-1374. (in Chinese)
  • [1] 朱鹏, 肖磊, 孙泰, 史浩飞.  微纳结构增强型红外探测器研究进展(特邀) . 红外与激光工程, 2022, 51(1): 20210826-1-20210826-16. doi: 10.3788/IRLA20210826
    [2] 杜佳远, 赵锌宇, 胡新华.  人工微结构薄层红外探测器的研究进展(特邀) . 红外与激光工程, 2021, 50(1): 20211002-1-20211002-8. doi: 10.3788/IRLA20211002
    [3] 何伟迪, 苏丹, 王善江, 周桓立, 陈雯, 张晓阳, 赵宁, 张彤.  表面等离激元纳米结构增效的光电探测器进展(特邀) . 红外与激光工程, 2021, 50(1): 20211014-1-20211014-12. doi: 10.3788/IRLA20211014
    [4] 赵嘉熠, 谷一英, 胡晶晶, 李建, 赵明山, 韩秀友.  次谐波调制下光注入DFB-LD结构的可调谐光电振荡器 . 红外与激光工程, 2021, 50(10): 20200457-1-20200457-7. doi: 10.3788/IRLA20200457
    [5] 陈虓, 李立华, 梁艳, 胡彦博, 李敏, 姚立斌, 赵长明, 赵鹏, 李雯霞.  甚高灵敏度红外探测器读出电路研究进展 . 红外与激光工程, 2020, 49(1): 0103011-0103011(7). doi: 10.3788/IRLA202049.0103011
    [6] 徐正奎, 李晓斌, 乐丽珠, 于振龙, 何俊, 王春兴.  红外双波叠层结构探测器微透镜阵列的设计 . 红外与激光工程, 2019, 48(8): 803003-0803003(5). doi: 10.3788/IRLA201948.0803003
    [7] 褚培松, 陈洪雷, 李辉, 丁瑞军.  干涉式大气垂直探测仪读出电路研究 . 红外与激光工程, 2019, 48(7): 704006-0704006(7). doi: 10.3788/IRLA201948.0704006
    [8] 葛张峰, 余晨辉, 陈鸣, 李林, 许金通.  AlGaN日盲紫外雪崩光电探测器暗电流研究 . 红外与激光工程, 2018, 47(9): 920003-0920003(7). doi: 10.3788/IRLA201847.0920003
    [9] 钟燕平, 袁红辉, 鞠国豪.  非均匀性校正的长波光导探测器读出电路设计 . 红外与激光工程, 2018, 47(1): 104001-0104001(6). doi: 10.3788/IRLA201847.0104001
    [10] 陈琦鹤, 范杰, 马晓辉, 王海珠, 石琳琳.  用于半导体激光器的高效率复合波导结构 . 红外与激光工程, 2017, 46(11): 1106006-1106006(6). doi: 10.3788/IRLA201746.1106006
    [11] 崔建丰, 高涛, 张亚男, 王迪, 姚俊, 岱钦.  高效率、高峰值功率351nm准连续紫外激光器 . 红外与激光工程, 2017, 46(6): 605004-0605004(4). doi: 10.3788/IRLA201746.0605004
    [12] 赵国芬, 赵毅强, 赵公元, 张志恒, 郭肇敏.  二极管型非制冷红外探测器的前端电路设计 . 红外与激光工程, 2016, 45(1): 104001-0104001(6). doi: 10.3788/IRLA201645.0104001
    [13] 汪洋, 刘大福, 徐勤飞, 王妮丽, 李雪, 龚海梅.  不同结构红外光导探测器组件光串分析 . 红外与激光工程, 2016, 45(4): 404001-0404001(5). doi: 10.3788/IRLA201645.0404001
    [14] 郝立超, 陈洪雷, 李辉, 陈义强, 赖灿雄, 黄爱波, 丁瑞军.  具有记忆功能背景抑制结构的共享型读出电路 . 红外与激光工程, 2015, 44(11): 3293-3298.
    [15] 刘俊良, 李永富, 张春芳, 王祖强, 方家熊.  基于APD-PIN结电容平衡电路的门控单光子探测器 . 红外与激光工程, 2015, 44(11): 3181-3185.
    [16] 袁红辉, 陈永平.  一种长波红外光导探测器CMOS电路设计 . 红外与激光工程, 2014, 43(3): 762-765.
    [17] 刘秀娟, 李超, 王建禄, 张燕, 孙璟兰, 李向阳.  结合AlGaN和PVDF的新型日盲紫外探测器的研究 . 红外与激光工程, 2013, 42(11): 3035-3039.
    [18] 祖秋艳, 王玮冰, 黄卓磊, 何鑫, 陈大鹏.  二极管非制冷红外探测器及其读出电路设计 . 红外与激光工程, 2013, 42(7): 1680-1684.
    [19] 赵文伯, 周勋, 李艳炯, 申志辉, 罗木昌.  背照式高量子效率AlGaN日盲紫外探测器设计 . 红外与激光工程, 2013, 42(12): 3358-3362.
    [20] 王晓勇, 种明, 赵德刚, 苏艳梅.  283 nm背照射p-i-n型AlGaN日盲紫外探测器 . 红外与激光工程, 2013, 42(4): 1011-1014.
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出版历程
  • 收稿日期:  2017-03-25
  • 修回日期:  2017-04-13
  • 刊出日期:  2017-11-25

GaN基紫外探测器读出电路注入效率

doi: 10.3788/IRLA201746.1120001
    作者简介:

    马丁(1984-),男,博士生,主要从事红紫外探测器读出电路相关方向的研究。Email:mading@mail.sitp.ac.cn

基金项目:

国家自然科学基金(61106097,61204134,11304335);上海市自然科学基金(16ZR1441300)

  • 中图分类号: TN23

摘要: 读出电路的注入效率是决定紫外焦平面探测器性能的重要因素。基于GaN基p-i-n结构日盲紫外探测器以及CTIA结构读出电路的等效模型,对探测器信号读出的电荷注入效率进行了分析,得到了注入效率的表达式。分析了注入效率与积分时间、探测器等效电阻、探测器等效结电容、CTIA电路中运算放大器增益的依赖关系,并指出了放大器增益是有效影响注入效率的重要可控因素之一,可以用提高增益的方法获得更大的注入效率。设计了几种不同增益的运算放大器电路,并分别构成CTIA结构读出电路。采用GF 0.35 m 2P4M标准CMOS工艺设计电路版图并进行流片。将紫外探测器分别连接至具有不同放大器增益的CTIA读出电路并进行测试,通过对比注入效率的理论分析结果与实际测试结果,可以得知,注入效率的理论分析与实验结果吻合较好。

English Abstract

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