基于HgCdTe-APD的32×32主被动成像读出电路

作者：赵云龙; 陈洪雷; 丁瑞军

来源：微电子学, 2022, 52(06): 1001-1008.

DOI：10.13911/j.cnki.1004-3365.210479

• 线性模式APD
• 主被动探测
• 光子飞行渡越时间
• 时间精度

设计了一款基于线性模式下HgCdTe-APD的主被动双模式读出电路。被动模式下通过积分电容进行光信号的强度测量，主动模式下利用两段式TDC进行光子飞行时间(ToF)的标记。TDC采用面阵共享的数字计数器进行粗计数，像元内置时间幅度转换电路(TAC)进行精细测量，同时利用积分电容的切换修正时刻鉴别误差。焦平面阵列规模为32×32,工作温度为77 K,采用标准SMIC 0.18μm CMOS工艺进行电路设计及版图绘制。仿真验证结果显示，电路满阱容量约为7.5 Me-,在3.2μs的动态范围ToF分辨率小于0.5 ns, DNL和INL分别在-0.15 LSB～0.15 LSB和-0.2 LSB～0.2 LSB范围内。读出电路帧频为4.5 kHz,功耗小于180 mW。

• 单位
  上海科技大学; 中国科学院上海技术物理研究所