用于高靈敏檢測(cè)的低噪聲放大讀出電路
發(fā)布時(shí)間：2021-10-25 08:09
低噪聲讀出電路在很多高靈敏檢測(cè)器的應(yīng)用中必不可少,例如太赫茲（THz）探測(cè)器、超導(dǎo)納米線單光子探測(cè)器（SNSPD）等探測(cè)器輸出的信號(hào)都十分微弱,需要利用低噪聲的讀出電路將信號(hào)讀出并放大,其噪聲不能影響信號(hào)的讀出。在太赫茲成像應(yīng)用領(lǐng)域,Si02/Si（100）襯底上的Nb5N6在室溫可以達(dá)到相當(dāng)高的電阻溫度系數(shù),最高可達(dá)0.5%-0.9%K-1,具有優(yōu)異的太赫茲吸收性能。另外,采用集成偶極子天線,調(diào)制頻率超過4kHz時(shí),SiO2/Si（100）上的Nb5N6的響應(yīng)度可達(dá)-580 V/W,噪聲等效功率（NEP）可達(dá)1.7×10-11 W/√Hz,有望發(fā)展成性能優(yōu)越的太赫茲陣列檢測(cè)器。然而在實(shí)際應(yīng)用中,缺少相應(yīng)的低噪聲放大讀出電路。為此,我們采用0.18 μm CMOS工藝,為1×64 Nb5N6微測(cè)輻射熱計(jì)陣列檢測(cè)器開發(fā)了 1×16低噪聲讀出集成電路（ROIC）。該電路由一個(gè)數(shù)字可編程電流數(shù)模轉(zhuǎn)換器（IDAC）和一個(gè)放大器模塊組成,分別負(fù)責(zé)給微測(cè)輻射熱計(jì)提供偏置并在低噪聲的前提下放大其輸出信號(hào)。測(cè)試結(jié)果表明,ROIC在10 kHz處達(dá)到～48dB的平均增益,電壓噪聲譜密度～9.34nV/√...
【文章來源】：南京大學(xué)江蘇省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】：68 頁
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【部分圖文】：
圖１．２太赫茲用于（ａ）安檢和（ｂ）醫(yī)學(xué)成像??
以Ｋ簡(jiǎn)單介紹幾種典型的太赫茲直接險(xiǎn)測(cè)器。??丨、肖特基勢(shì)朵．：：極／丨彳；（義丨１〇１１１＜＞＇－１＇？１＇士１＇￡１丨〇（＾，３８０）．?—般Ｊ．作在室溫條件，??內(nèi)：接對(duì)輸入的＿ｎ?ｉｚ信號(hào)進(jìn)行整流ｊ丨改變電流－電壓（Ｉ－Ｖ）特性。圖１．３為ＳＢＤ設(shè)??計(jì)原理圖。ＳＢＤ不是基于Ｐ－Ｎ結(jié)原理制成的，而足利用金屬和半導(dǎo)體接觸而上??的勢(shì)壘形成的金屬－半導(dǎo)體結(jié)原理制成的［１３］［１４］。但當(dāng)ＳＢＤ丨：作在ＩＴＨｚ以」？．??時(shí)，響應(yīng)立刻下降。由于制作Ｘ藝復(fù)雜，要想實(shí)現(xiàn)大規(guī)模陣列ＳＢＤ器件還很困??難。??＼?Ｃｎｌｈｏｄｃ?ｂｅａｍ?ｌｅａｄ??Ｎ．?Ｏｌｉｍｉｃ?ｃｏｎｉａｃｉ??Ｓｃｈｏｉｉｋ＼?ｂａｒｒｉｅｒ??Ｓｉ（）；?ｂｒｉｄｇｅ??ｃｎｓｉａｌ?＼??Ａｎｏｄｅ?ｂｅａｍ?ｌｅａｄ??圖１．３?ＳＢＤ設(shè)計(jì)原理圖［２１］??２、超導(dǎo)隧道結(jié)（ｓｕｐｅｒｃｏｎｄｕｃｔｉｎｇ?ｔｕｎｎｅｌ?ｊｕｎｃｔｉｏｎ，ＳＴ〗），乂叫約瑟夫森結(jié)，ｉ．??作溫度小于ｉｋ，椹ｒ超導(dǎo)結(jié)的約瑟火森效成，？般山兩塊超＃休夾某種很瀋的??勢(shì)形成的結(jié)構(gòu)。祚ＳＴＪ發(fā)生光，－輔助隧穿效）、ｖ：的過稅中，超濘休的電子態(tài)密??）＾ｉｉｉ１１１：｜ｕ?，?Ｉ＇ｉｎｍｉｎ＼＼ｎｉ．ｉｕｊｉ＜＞ｕ?ｒ＾ｍ＾！ｒ，??ｉｌｌ流迅速上升
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【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]Nb5N6 thin film on silicon and silicon oxide: A good material for terahertz detection[J]. LU XueHui, HE Ning, KANG Lin, CHEN Jian, JIN BiaoBing & WU PeiHeng Department of Electronic Science and Engineering, Nanjing University, Nanjing 210093, China. Chinese Science Bulletin. 2009(18)
碩士論文
[1]陣列Nb5N6太赫茲?rùn)z測(cè)器讀出電路設(shè)計(jì)[D]. 裴宇峰.南京大學(xué) 2016
本文編號(hào)：3456993
【文章來源】：南京大學(xué)江蘇省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】：68 頁
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【部分圖文】：
圖１．２太赫茲用于（ａ）安檢和（ｂ）醫(yī)學(xué)成像??
以Ｋ簡(jiǎn)單介紹幾種典型的太赫茲直接險(xiǎn)測(cè)器。??丨、肖特基勢(shì)朵．：：極／丨彳；（義丨１〇１１１＜＞＇－１＇？１＇士１＇￡１丨〇（＾，３８０）．?—般Ｊ．作在室溫條件，??內(nèi)：接對(duì)輸入的＿ｎ?ｉｚ信號(hào)進(jìn)行整流ｊ丨改變電流－電壓（Ｉ－Ｖ）特性。圖１．３為ＳＢＤ設(shè)??計(jì)原理圖。ＳＢＤ不是基于Ｐ－Ｎ結(jié)原理制成的，而足利用金屬和半導(dǎo)體接觸而上??的勢(shì)壘形成的金屬－半導(dǎo)體結(jié)原理制成的［１３］［１４］。但當(dāng)ＳＢＤ丨：作在ＩＴＨｚ以」？．??時(shí)，響應(yīng)立刻下降。由于制作Ｘ藝復(fù)雜，要想實(shí)現(xiàn)大規(guī)模陣列ＳＢＤ器件還很困??難。??＼?Ｃｎｌｈｏｄｃ?ｂｅａｍ?ｌｅａｄ??Ｎ．?Ｏｌｉｍｉｃ?ｃｏｎｉａｃｉ??Ｓｃｈｏｉｉｋ＼?ｂａｒｒｉｅｒ??Ｓｉ（）；?ｂｒｉｄｇｅ??ｃｎｓｉａｌ?＼??Ａｎｏｄｅ?ｂｅａｍ?ｌｅａｄ??圖１．３?ＳＢＤ設(shè)計(jì)原理圖［２１］??２、超導(dǎo)隧道結(jié)（ｓｕｐｅｒｃｏｎｄｕｃｔｉｎｇ?ｔｕｎｎｅｌ?ｊｕｎｃｔｉｏｎ，ＳＴ〗），乂叫約瑟夫森結(jié)，ｉ．??作溫度小于ｉｋ，椹ｒ超導(dǎo)結(jié)的約瑟火森效成，？般山兩塊超＃休夾某種很瀋的??勢(shì)形成的結(jié)構(gòu)。祚ＳＴＪ發(fā)生光，－輔助隧穿效）、ｖ：的過稅中，超濘休的電子態(tài)密??）＾ｉｉｉ１１１：｜ｕ?，?Ｉ＇ｉｎｍｉｎ＼＼ｎｉ．ｉｕｊｉ＜＞ｕ?ｒ＾ｍ＾！ｒ，??ｉｌｌ流迅速上升
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【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]Nb5N6 thin film on silicon and silicon oxide: A good material for terahertz detection[J]. LU XueHui, HE Ning, KANG Lin, CHEN Jian, JIN BiaoBing & WU PeiHeng Department of Electronic Science and Engineering, Nanjing University, Nanjing 210093, China. Chinese Science Bulletin. 2009(18)
碩士論文
[1]陣列Nb5N6太赫茲?rùn)z測(cè)器讀出電路設(shè)計(jì)[D]. 裴宇峰.南京大學(xué) 2016
本文編號(hào)：3456993
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