[发明专利]一种红外读出电路的背景抑制方法及其电路

权利要求书

1.一种红外读出电路的背景抑制方法，其特征在于：设置包括开关管和开关电容构成负电荷包产生器，通过控制信号控制开关管导通与关断，改变开关电容存储的电荷量，向积分电容提供背景抑制所需的负电荷包，其电荷极性与背景电流累积在积分电容上的电荷极性相反，用以减去背景电流在积分电容上累积的电荷；

实现上述方法的背景抑制电路设有负电荷包产生器、探测器、注入电路、采样保持电路及缓冲器，负电荷包产生器的输入端接输入电压，负电荷包产生器的输出端与注入电路的一个输入端连接；探测器的输出端与注入电路的另一个输入端连接，注入电路的输出端与采样保持电路的输入端连接，采样保持电路的输出端与缓冲器的输入端连接，缓冲器的输出端接后续信号处理电路；其中：

负电荷包产生器含有4个P型MOS开关管M1、M2、M3、M4以及开关电容C_S，设置两个时钟信号Φ₁、Φ₂分别控制4个P型MOS开关管M1、M2、M3、M4的导通与关断；设置参考电压V_REF，调节负电荷包产生器输入电压V_B，确定负电荷包产生器所提供的负电荷包的大小；

探测器含有一个高性能的红外探测器，将红外辐射信号转换成电流信号；

注入电路含有P型MOS管M5及运算放大器和积分电容C_INT，P型MOS管M5作为复位开关管，在复位信号的控制下对积分电容C_INT进行复位；运算放大器与积分电容C_INT构成CTIA注入电路为探测器提供稳定的偏置电压，偏置电压V_bias等于负电荷包产生器的参考电压V_REF

采样保持电路含有P型MOS管M6及采样保持电容C_SH，P型MOS管M6构成一个采样保持开关，在采样保持信号Φ_SH控制下将积分电压信号采样保持到采样保持电容C_SH上，对注入电路输出端输出的积分电压信号进行采样保持，实现读出电路的边积分边读出和先积分后读出两种读出模式；

缓冲器含有N型MOS管M7、N型MOS管M8和电流源I_b，N型MOS管M8构成行选开关，在行选控制信号Φ_RSEL的控制下读出积分电压信号；N型MOS管M8导通时，N型MOS管M7、N型MOS管M8与电流源I_b构成源跟随器，电流源I_b为同一列的所有像素单元共有；以实现采样保持电路所采样保持的积分电压信号与后续信号处理电路的隔离，提供足够的驱动能力以驱动后续信号处理电路，进行行选操作，将积分电压信号传送到后续信号处理电路；

背景抑制电路按以下连接：

P型MOS管M1的源极与负电荷包产生器输入电压V_B相互连接；P型MOS管M1的漏极、P型MOS管M3的源极与开关电容C_S的一端相互连接；P型MOS管M2、M4的源极，开关电容C_S的另一端相互连接；P型MOS管M3、M4的漏极与参考电压V_REF相互连接；P型MOS管M2的漏极、P型MOS管M5的源极、运算放大器的负输入端，红外探测器的一端与积分电容C_INT的一端相互连接，注入电路的两个输入端同为运算放大器的负输入端；红外探测器的另一端与固定偏置V_R相互连接；运算放大器的正输入端与偏置电压V_bias相互连接；P型MOS管M5的漏极、P型MOS管M6的源极、运算放大器的输出端与积分电容C_INT的另一端相互连接；P型MOS管M6的漏极、N型MOS管M7的栅极与采样保持电容C_SH的一端相互连接；采样保持电容C_SH的另一端接地；N型MOS管M7的漏极与电源连接；N型MOS管M7的源极与N型MOS管M8的漏极相互连接；N型MOS管M8的源极、电流源I_b的一端与后续信号处理电路中用于接收缓冲器输出信号的电路的输入端相互连接；电流源I_b的另一端接地；P型MOS管M3、M4的栅极都连接时钟信号Φ₁；P型MOS管M1、M2的栅极都连接时钟信号Φ₂；P型MOS管M5的栅极连接复位控制信号Φ_RST；P型MOS管M6的栅极连接采样保持控制信号Φ_SH；N型MOS管M8的栅极连接行选控制信号Φ_RSEL。