讀出電路是紅外探測器(尤其是紅外焦平面陣列探測器)當中的十分重要的環(huán)節(jié)。 FCA20N60相對于周圍物體的紅外輻射,被測物體的輻射信號一般都相當微小,光電流大小為納安或者是皮安量級,要把這么小的信號讀出可不是一件容易的事,尤其是這種小信號極易受到其他噪聲的干擾,因此,選擇和設計合適的讀出電路就成為紅外探測器特別重要的研究內(nèi)容。

   陣列探測器都需要將少至數(shù)十、多達數(shù)兆的探測元信號通過多路傳輸器(MUX),依序切換為單個或多個信號輸出,并送讀出電路信號放大。最常用的多路傳輸器有CCD和CMOs兩種。

   第一代探測器線列的每個探測元都有一根獨立的信號引線引至室溫工作的前置放大器,由于引線必須通過真空杜瓦瓶壁,結構限制了第一代線列的元數(shù)必須少于⒛0。英國發(fā)明的SPRITE器件,將普通的光導HgCdTe技術和信號的時間延遲積分(TDI)揉合在單個延長的探測元上。盡管只是10元左右的線列,它提供了一代半的技術。

   六十年代后期,由于硅CCD的發(fā)明,使得帶焦平面信號讀出的第二代探測器陣列的設想成為現(xiàn)實。這種讀出結構能多路傳輸大陣列器件的信號,但是實施時對探測器有阻抗要求。只有Insb、Ps和HgCdTe那樣的光伏探測器和PbSe、PbS之類的高阻抗光電導器件才能提供與多路傳輸器的場效應管輸人級互連的合適阻抗。由于光導HgC,dTe是低阻抗器件,偏置功耗也較大,所以并不合適制成大陣列。因此,七十年代后期,甚至整個八十年代,H四dTe技術幾乎集中在光伏器仵的發(fā)展。作為第二代紅外探測器標志的二維大陣列有兩大類。一類是具有TDI功能的線列結構,用于掃描成像。另一類是面陣結構,用于凝視成像系統(tǒng)。

   讀出集成電路(R0IC)是把焦平面的各種功能集成在單一的半導體芯片中的高集成度電路。其基本功能是進行紅外探測器信號的轉換、放大以及多路傳輸,即將數(shù)據(jù)從許多探測器端依次傳輸?shù)阶钌俚妮敵龆�。ROIC的每個單元有特定的探測器、放大器和多路開關。ROIC通常用一般的硅集成工藝制造,最常用的是C0MS(互補金屬氧化物硅)工藝,可使目前傳感器達到較高的分辨率和靈敏度。大陣列探測器與R0IC連接,形成傳感器芯片組件(SCA)。

   大多數(shù)ROIC的前置放大器都是在一定的積分時間內(nèi)對探測器的光生電流進行電荷積累。電荷可以儲存在積分電容中或CCD的“桶”(勢阱)中,形成信號,此信號被周期性地采樣,前置放大后多路傳輸出去。然后,積分電容復位,再開始下一次積分。