用于单光子TOF测量的时间-幅度变换器

作者：马治强; 徐跃^*; 朱思慧; 吴仲

来源：微电子学, 2021, 51(04): 546-551.

DOI：10.13911/j.cnki.1004-3365.200513

• 单光子雪崩二极管
• 飞行时间
• 时间幅度转换器
• 填充因子
• 非线性

基于新型共源共栅电流源的积分方法,设计了一种用于单光子飞行时间（TOF）测量的时间-幅度变换器（TAC）。该方法有效简化了TAC电路结构,减小了TAC占用面积,显著提高了TOF的满量程范围（FSR）。采用0.18μm标准CMOS工艺设计。集成TAC的单光子探测器像素单元的填充因子可达到26.8%。后仿真结果表明,该TAC在120 ns的FSR内具有230 ps的定时分辨率,微分非线性（DNL）低于0.05 LSB,积分非线性（INL）低于1.1 LSB。蒙特卡洛仿真表明,512个TAC像素间的不均匀性低于0.5%。该TAC非常适用于高密度时间相关的单光子计数（TCSPC）探测器阵列。

• 单位
  南京邮电大学