[发明专利]一种差分输入的低温红外探测器微弱电流放大器

说明书

技术领域

本发明涉及前置放大器技术，具体指一种差分输入的低温红外探测器微弱电流放大器，它用于工作在液氮温度77K的红外探测器。

背景技术

红外探测器和低噪声微弱电流前置放大器是气象卫星遥感的核心部件。为降低探测器的读出噪声，理想的方式是电流前置放大器与红外探测器一起进行低温集成封装。然而，由于市售的商用放大器都不具备低温工作能力，目前在遥感系统设计中仍然采用红外探测器和电流前置放大器远距离分开连接的工作方式，即HgCdTe红外探测器在深低温下工作，而电流前置放大器在常温下工作。这种设计使得探测器输出的极微弱信号在传输至前置放大器的过程中产生干扰，引入很大的附加噪声，限制了系统灵敏度的提高。因此差分输入77K工作温度的低噪声微弱电流放大电路的研制对于高性能红外探测器集成组件、深低温红外焦平面及高灵敏红外遥感系统的研制都具有极其重要的意义。

2005年3月2日授权的曹必松等的中国专利CN1588794，公布了一种射频频段低温地噪声放大器，该放大器是属于射频技术领域的放大器，主要应用于CDMA频段，且采用的是双极型工艺，没有采用现在的常规CMOS工艺，没有将10MΩ左右的反馈电阻集成在放大器内部，无法直接放大红外探测器的信号。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能直接放大红外探测器信号的低温工作的低噪声微弱电流放大器，解决常温电流前置放大器所引发的干扰大、附加噪声大和系统灵敏度受限的技术问题。

该低温放大器的结构如图1所示，采用差分输入的一级折叠共源共栅结构。其中M1和M2是输入对管，M1、M2、M3、M4构成差分输入的共源共栅结构，M5、M6为差分输出的有源负载，M7、M8给共源共栅提供电流源，RF做反馈电阻，CF为反馈电容，M9～M16为偏置电路。主要管子的尺寸如下表所示(单位为微米)。

  管子  M1、M2  M3、M4  M5、M6  M7、M8  M9、M10  M15  M16  W/L  1500/1.5  60/10  20/10  80/10  10/10  10/50  10/30