[发明专利]一种红外焦平面阵列的带隙基准电路

说明书

技术领域

本发明涉及红外焦平面阵列探测器技术领域，尤其是涉及一种红外焦平面阵列的带隙基准电路。

背景技术

非制冷型红外阵列探测器因在安全保卫、军事防御以及科学研究等多个领域广泛应用。非制冷红外焦平面阵列探测器利用热敏材料吸收红外辐射后引起温度改变，进而影响自身的电阻，通过测量其电阻的变化来探测红外辐射信号的大小。因其可在常温下工作，无需制冷设备，并具有质量轻、体积小、寿命长、成本低、功耗小、启动快以及稳定性好等优点，满足了民用红外系统和部分军事红外系统对长波红外探测器的迫切需要，因而使这项技术得到了快速的发展和应用。

读出电路（ROIC）是非制冷红外焦平面阵列（IRFPA）的关键部件之一，它的主要功能是对红外探测器感应到的微弱信号进行预处理（如积分、放大、滤波、采样/保持等）和阵列信号的并/串转换。作为读出电路的核心模块之一带隙基准源，它的温度稳定度以及抗噪性能影响着整个读出电路系统的精度和性能。使用带隙基准源，是为了得到与电源无关的偏置，或者为了得到与温度无关的偏置，它的好坏直接影响电路的性能。

一般的带隙基准源，能够满足大部分系统对温度漂移、噪声和PSRR等性能的要求。但是，随着集成电路的发展，要求带隙基准源电路具有更低工作电压、更低功耗、更高精度、更低温度系数以及更高的PSRR抑制比。因而存在对高性能低功耗的带隙基准源电路的需要。

发明内容

本发明的目的之一是提供一种低功耗的红外焦平面阵列的带隙基准电路，该电路能够降低整个芯片的功耗，消除或减小由功耗导致的过热或芯片损伤等不利影响。

本发明公开的技术方案包括：

提供了一种红外焦平面阵列的带隙基准电路，包括：运算放大器电路10，所述运算放大器电路10包括正相输入端inp、反相输入端inn和输出端op_out，并且所述运算放大器电路10使所述正相输入端inp的电压和所述反相输入端inn的电压相等；共漏极放大器电路20，所述共漏极放大器电路20的输入端连接到所述运算放大器电路10的输出端op_out；零温漂电压产生电路30，所述零温漂电压产生电路30的第一连接端连接到所述运算放大器电路10的正相输入端inp，所述零温漂电压产生电路30的第二连接端连接到所述运算放大器电路10的反相输入端inn，用于产生正温系数电流并利用所述正温系数电路产生基准带隙零温漂电压；其中，共漏极放大器电路20的输出端连接到所述零温漂电压产生电路30的基准带隙零温漂电压输出端OUT，用于为所述运算放大器电路10提供从输出到输入的反馈环路，并实现所述运算放大器电路10的输出电压与基准带隙电压的线性跟随关系。

本发明的一些实施例中，所述共漏极放大器电路20包括第一场效应管PM1、第二场效应管NM1和第一电阻R1，其中：所述第一场效应管PM1的源极连接到电源，第一场效应管PM1的栅极连接到控制控制信号输入端SW，所述第一场效应管PM1的漏极连接到所述第二场效应管NM1的漏极；所述第二场效应管NM1的栅极连接到所述运算放大器电路10的输出端，所述第二场效应管NM1的源极连接到所述零温漂电压产生电路30的基准带隙零温漂电压输出端OUT并通过所述第一电阻R1接地。

本发明的一些实施例中，所述零温漂电压产生电路30包括第一晶体管Q1、第二晶体管Q2、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4和第六电阻R_trim，其中：所述第一晶体管Q1的发射极连接到所述第二晶体管Q2的发射极并通过所述第四电阻R4接地；所述第一晶体管Q1的集电极连接到所述零温漂电压产生电路30的第二连接端并连接到所述第二电阻R2的一端，所述第二电阻R2的另一端连接到所述第一晶体管Q1的基极并且连接到所述第六电阻R_trim的一端；所述第二晶体管Q2的基极连接到所述零温漂电压产生电路30的第二连接端，所述第二晶体管Q2的集电极连接到所述零温漂电压产生电路30的第一连接端并连接到所述第三电阻R3的一端；所述第三电阻R3的另一端连接到所述第六电阻R_trim的所述一端；所述第六电阻R_trim的另一端连接到所述基准带隙零温漂电压输出端OUT。