[发明专利]一种高速红外图像传感器读出电路

说明书

本发明公开了一种高速红外图像传感器读出电路，包括光生电压产生模块及输出驱动模块，光生电压产生模块用于将接收红外线照射时的红外感光单元的阻抗变化转换为光生电压变化，输出驱动模块用于向下一级输出光生电压。本发明的读出电路可以有效提高红外图像传感器的读出速度，并可以减小工艺变化对输出的影响，适于推广使用。

技术领域

本发明涉及集成电路领域，更具体地，涉及一种高速红外图像传感器读出电路。

背景技术

由于利用了红外线的特殊属性，红外图像传感器在气象监测，医疗检测，军事探测，火灾监测等多个领域获得了广泛应用。随着半导体工艺的进步，红外图像传感器芯片获得了极大的成功。由于其体积较小，应用方便的优点，逐渐变为业界主流。

红外图像传感器利用片上红外感光阵列接收红外线的变化，之后通过读出电路将各个像素点的光生电流变化转换为光生电压，随后利用ADC(模数转换器)对光生电压进行模数转换，随后将输出数据通过数字编码获得一幅红外照片。

传统红外图像传感器的读出电路包括自积分，直接注入，电容反馈跨阻放大器等架构。这些架构均需要将光生电流对电容做积分处理，需要一定的积分时间，因此限制了光生电压的读出速度，在需要高速读出的应用场合变得不适用。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术存在的上述缺陷，提供一种高速红外图像传感器读出电路，可以有效提高红外图像传感器的读出速度。

为实现上述目的，本发明的技术方案如下：

一种高速红外图像传感器读出电路，包括：

光生电压产生模块，用于将接收红外线照射时的红外感光单元的阻抗变化转换为光生电压变化；

输出驱动模块，用于向下一级输出光生电压；

其中，所述光生电压产生模块包括红外暗像素单元，运算放大器，第一、第二MOS管，红外感光单元；

所述红外暗像素单元与所述红外感光单元均为二端口器件，所述红外暗像素单元的一端与第一参考电压相连，另一端与所述第一MOS管的漏极相连；

所述运算放大器的负向输入端与第二参考电压相连，其输出端与所述第一MOS管的栅极相连，其正向输入端与所述第一MOS管的源极及所述第二MOS管的漏极相连；

所述红外感光单元的一端与所述第二MOS管的源极相连，另一端与电源负极相连；

所述第一MOS管的漏极与所述输出驱动模块相连；

所述红外暗像素单元不接收红外线照射，所述红外感光单元接收红外线照射。

优选地，所述红外暗像素单元与所述红外感光单元在高速红外图像传感器读出电路中分别作为一个等效电阻。

优选地，所述红外暗像素单元与所述红外感光单元由同种材料制成。

优选地，所述红外暗像素单元与所述红外感光单元在同一工艺中制成。

优选地，所述输出驱动模块包括第三MOS管和电流源；其中，所述第三MOS管的栅极与所述第一MOS管的漏极相连，其漏极与电源正极相连，其源极与所述电流源的正极相连，并作为所述高速红外图像传感器读出电路的输出端；所述电流源的负极与电源负极相连。

优选地，所述第一-第三MOS管为NMOS管。

优选地，所述第一MOS管的漏极电压与所述红外感光单元的等效电阻值具有对应关系。

优选地，所述第一MOS管的漏极电压为经光生电压产生模块转换的光生电压。

优选地，所述高速红外图像传感器读出电路的输出电压与所述红外感光单元的等效电阻值具有对应关系。