Design of readout circuit for linear two-color infrared detector array

A new readout circuit(ROIC) for linear HgCdTe 64${\times}$2 two-color Infrared (IR) detector is described. This circuit is based on the buffered direct injection(BDI) technology with high injection efficiency. By using saturation current isolation circuit, the proposed ROIC removed the problems that LWIR(Long Wavelength InfraRed) signal distort when MWIR(Middle Wavelength InfraRed) signal saturates so that new ROIC has larger measurable temperature range about 120k than that of previous circuit and it is also tolerant for dead pixel in MWIR detector. The designed circuit was fabricated using 0.6um 2-poly 3-metal CMOS process. We measured that the designed circuit outputs MWIR signal and LWIR signal simultaneously and saturation current isolationcircuit also operates well. Next, measured noise was about 53uV at room temperature and it can be assumed that designed circuit can satisfy nearly 95% BLIP condition at 77K.

선형 종ㆍ원적외선 이중대역 동시 검출기배열을 위한 신호취득회로의 설계

HgCdTe 64×2 중원적외선 이중대역 동시검출기를 위한 포화전류차단 회로를 갖는 BDI입력방식의 신호취득회로(ROIC)를 설계하였다. 제안된 포화차단 회로를 통해서 중적외선 신호가 포화되면 원적외선 신호도 왜곡이 일어나던 기존의 문제점을 해결함으로써 120k정도 더 넓은 온도 영역의 물체까지 측정할 수 있는 범위를 확보하고 중적외선 검출기에서 발생하는 dead pixel에 의해 원적외선 검출기의 성능은 영향받지 않는 특성을 보였다. 회로 제작에 사용한 공정은 0.Sum 2-poly 3-metal Hynix CMOS 공정이었다. 측정결과 중적외선 신호와 원적외선 신호가 동시에 처리되는 것을 확인할 수 있었다. 또한, 측정된 잡음의 크기는 상온에서 53uV로서 동작온도 77K의 값으로 환산시켜 보았을 때 27uV로 ROIC의 특성이95% BLIP 조건을 만족함을 알 수 있었다.