本論文研究并設(shè)計(jì)了一款遙感探測(cè)專用基準(zhǔn)電壓自校正的14位模數(shù)轉(zhuǎn)換器（Analog-to-Digital Converter,ADC）,針對(duì)航天領(lǐng)域?qū)Ｓ玫腃MOS圖像傳感器需具備高感光率、寬動(dòng)態(tài)范圍、抗輻照、高精度等特點(diǎn),對(duì)傳感器的高集成度、高精度展開(kāi)研究。芯片使用了兩對(duì)基準(zhǔn)電壓降低了電容陣列面積,減小芯片尺寸。此外,采用了一種片內(nèi)基準(zhǔn)電壓自校正的算法以保證兩對(duì)基準(zhǔn)電壓的精確匹配。本論文的圖像傳感器的像素陣列大小為160（列）×190（行）,幀速率為3000幀/秒,采用列讀出電路的架構(gòu)。設(shè)計(jì)的四基準(zhǔn)電壓逐次逼近寄存器（Successive Approximation Register,SAR）ADC 主要包含數(shù)模轉(zhuǎn)換器（Digital-to-Analog Converter,DAC）、比較器以及SAR邏輯,輸入差分信號(hào)為±2.4 V,采樣速度為600kSps,ADC量化時(shí)鐘為10.8MHz,要求實(shí)測(cè)精度為12位,功耗不大于700μW。芯片采用Tower Jazz 0.18 μm3.3 V的CMOS圖像傳感器工藝,DAC的電容陣列選用金屬-絕緣體-金屬電容（Metal-Insulator-... 

【文章來(lái)源】：浙江大學(xué)浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：93 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【圖文】：

圖１－１?ＣＣＤ型和ＣＭＯＳ型的陣列結(jié)構(gòu)??工－

圖１－２?ＣＣＤ像素點(diǎn)的工作原理??對(duì)于ＣＭＯＳ型而百，早期的結(jié)構(gòu)是無(wú)源像素圖像傳感器（（Ｐａｓｓｉｖｅ?Ｐｉｘｅｌ?Ｓｅｎｓｏｒ，??ＰＰＳ），圖１－３是由單個(gè)開(kāi)關(guān)管和單個(gè)光電二極管ＰＤ組成的無(wú)源像素結(jié)構(gòu)，它通??過(guò)單個(gè)開(kāi)關(guān)將曝光得到的信號(hào)傳輸出去。因?yàn)槌?ＰＤ之外只有一個(gè)額外的管子，??因此這種結(jié)構(gòu)具有特別高的感光率（Ｆｉｌｌ?Ｆａｃｔｏｒ，?ＦＦ），即每個(gè)像素中有效感光面積??與像素面積的百分比很大。但是，開(kāi)關(guān)管引入的噪聲很大，使得該結(jié)構(gòu)的動(dòng)態(tài)范??圍嚴(yán)重受到限制，因此這種結(jié)構(gòu)目前沒(méi)有更深入被研究。??像素點(diǎn)?ｎ?列??〇ＳＥＬ?Ｙ?輸??丄?出??１—「?線??ｕ?Ｍｓｅｌ??ｉ??ＰＤ?」一??＂??２＾?－Ｔ－?Ｃｐｄ??圖１－３無(wú)源像素結(jié)構(gòu)??有源像素最基本的結(jié)構(gòu)是圖１－４所示的三管有源像素（３Ｔ－ＡＰＳ）［５】。它通過(guò)有??源器件將信號(hào)放大后再輸出。首先Ｏｒｓ信號(hào)將復(fù)位晶體管ＭＲＳ開(kāi)通，ＰＤ被復(fù)位??到Ｖｈｘｅｌ。之后復(fù)位晶體管關(guān)閉，ＰＤ的Ｎ端電壓被寄生的結(jié)電容保持。接著像??素點(diǎn)開(kāi)始曝光。由于耗盡層勢(shì)阱的存在，光生載流子會(huì)不斷轉(zhuǎn)移到結(jié)表面，形成??３??

?０??水平ＣＣＤ移位寄存器??圖１－２?ＣＣＤ像素點(diǎn)的工作原理??對(duì)于ＣＭＯＳ型而百，早期的結(jié)構(gòu)是無(wú)源像素圖像傳感器（（Ｐａｓｓｉｖｅ?Ｐｉｘｅｌ?Ｓｅｎｓｏｒ，??ＰＰＳ），圖１－３是由單個(gè)開(kāi)關(guān)管和單個(gè)光電二極管ＰＤ組成的無(wú)源像素結(jié)構(gòu)，它通??過(guò)單個(gè)開(kāi)關(guān)將曝光得到的信號(hào)傳輸出去。因?yàn)槌?ＰＤ之外只有一個(gè)額外的管子，??因此這種結(jié)構(gòu)具有特別高的感光率（Ｆｉｌｌ?Ｆａｃｔｏｒ，?ＦＦ），即每個(gè)像素中有效感光面積??與像素面積的百分比很大。但是，開(kāi)關(guān)管引入的噪聲很大，使得該結(jié)構(gòu)的動(dòng)態(tài)范??圍嚴(yán)重受到限制，因此這種結(jié)構(gòu)目前沒(méi)有更深入被研究。??像素點(diǎn)?ｎ?列??〇ＳＥＬ?Ｙ?輸??丄?出??１—「?線??ｕ?Ｍｓｅｌ??ｉ??ＰＤ?」一??＂??２＾?－Ｔ－?Ｃｐｄ??圖１－３無(wú)源像素結(jié)構(gòu)??有源像素最基本的結(jié)構(gòu)是圖１－４所示的三管有源像素（３Ｔ－ＡＰＳ）［５】。它通過(guò)有??源器件將信號(hào)放大后再輸出。首先Ｏｒｓ信號(hào)將復(fù)位晶體管ＭＲＳ開(kāi)通，ＰＤ被復(fù)位??到Ｖｈｘｅｌ。之后復(fù)位晶體管關(guān)閉


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