本發(fā)明涉及半導(dǎo)體技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種紅外圖像傳感器讀出電路。

背景技術(shù)：

隨著科技的進步，社會的發(fā)展，人類對遙感探測，地球勘察，氣象監(jiān)測，醫(yī)療監(jiān)測，軍事安全探測的應(yīng)用需求越來越高?，F(xiàn)代紅外圖像傳感器由于體積較小，應(yīng)用方便等特點獲得了廣泛的應(yīng)用。紅外圖像傳感器利用紅外感光陣列感受紅外線的變化，之后通過讀出電路對信號進行處理放大，最后利用ADC進行數(shù)模轉(zhuǎn)換，獲得紅外圖像信息。

一般而言，紅外感光陣列由于工藝原因，陣列一致性不高，為紅外圖像的后續(xù)處理帶來了難度。紅外圖像傳感器的讀出電路有自積分，源跟隨器，直接注入，電容反饋跨阻放大器等架構(gòu)。而現(xiàn)行的幾種架構(gòu)均沒有消除工藝偏差影響的功能，因此具有消除工藝偏差影響、提高陣列輸出一致性的讀出電路會大大提高紅外圖像傳感器的圖像質(zhì)量。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為了克服以上問題，本發(fā)明旨在提供一種紅外圖像傳感器讀出電路。

為了達到上述目的，本發(fā)明提供了紅外圖像傳感器讀出電路，包括：光生電流產(chǎn)生電路模塊以及與之相連接的積分器電路模塊和紅外感應(yīng)元件等效電阻模塊；光生電流產(chǎn)生模塊中，將紅外感應(yīng)元件等效電阻模塊產(chǎn)生的電阻值轉(zhuǎn)換為光生電流值，并將光生電流值傳輸給積分器模塊，積分器模塊將光生電流值轉(zhuǎn)換為電壓值。

優(yōu)選地，所述光生電流產(chǎn)生電路模塊包括：電源正極、電源負極、偏壓電源、暗像素單元等效電阻，PMOS管、可調(diào)電阻和譯碼器；其中，暗像素單元等效電阻的一端連接電源正極，另一端連接PMOS管的源極；該PMOS管的柵極連接偏壓電源，該PMOS管的漏極與可調(diào)電阻的一端共同連接至一節(jié)點；該可調(diào)電阻具有多個開關(guān)，譯碼器控制該多個開關(guān)的啟閉，從而實現(xiàn)可調(diào)電阻的阻值調(diào)整；該可調(diào)電阻的另一端與紅外感應(yīng)元件等效電阻模塊的一端相連接，紅外感應(yīng)元件等效電阻模塊的另一端與電源負極相連接；電流從電源正極流經(jīng)暗像素單元等效電阻，進入PMOS管的源極，并從PMOS管的漏極從節(jié)點分流后的其中一支流流向可調(diào)電阻和紅外感應(yīng)元件等效電阻模塊；另一個支流流向積分器模塊。

優(yōu)選地，所述紅外感應(yīng)元件等效電阻模塊中的紅外感應(yīng)元件等效電阻為多個，每個紅外感應(yīng)元件等效電阻對應(yīng)一紅外感應(yīng)元件像素，且每個紅外感應(yīng)元件等效電阻均對應(yīng)連接有一個NMOS管且與相應(yīng)的NMOS管的源極相連接，每個NMOS管的漏極均與可調(diào)電阻的另一端相連接，這些NMOS管交替開啟，使得紅外感應(yīng)元件等效電阻依次被連接于光生電流產(chǎn)生電路模塊。

優(yōu)選地，所述偏壓電源至少為兩個。

優(yōu)選地，所述積分器模塊包括運算放大器和積分電容；運算放大器的負向輸入端連接于所述節(jié)點，正向輸入端連接另一個偏壓電源，運算放大器的輸出端輸出電壓；積分電容的一端與運算放大器的負向輸入端相連接，積分電容的另一端與運算放大器的輸出端相連接。

優(yōu)選地，所述運算放大器為五管運算放大器。

優(yōu)選地，所述電源正極為VDD。

優(yōu)選地，所述電源負極為VSS。

本發(fā)明通過采用暗像素單元及可調(diào)電阻消除了工藝偏差影響并且提高了陣列輸出一致性的讀出電路，進而提高了紅外圖像傳感器的圖像質(zhì)量。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的一個較佳實施例的紅外圖像傳感器讀出電路示意圖

圖2為本發(fā)明的一個較佳實施例的可調(diào)電阻的電路示意圖

具體實施方式

為使本發(fā)明的內(nèi)容更加清楚易懂，以下結(jié)合說明書附圖，對本發(fā)明的內(nèi)容作進一步說明。當然本發(fā)明并不局限于該具體實施例，本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員所熟知的一般替換也涵蓋在本發(fā)明的保護范圍內(nèi)。

以下結(jié)合附圖1-2和具體實施例對本發(fā)明作進一步詳細說明。需說明的是，附圖均采用非常簡化的形式、使用非精準的比例，且僅用以方便、清晰地達到輔助說明本實施例的目的。

請參閱圖1，本實施例中，紅外圖像傳感器讀出電路，包括：光生電流產(chǎn)生電路模塊1以及與之相連接的積分器電路模塊2和紅外感應(yīng)元件等效電阻模塊3；光生電流產(chǎn)生模塊1中，將紅外感應(yīng)元件等效電阻模塊3產(chǎn)生的電阻值轉(zhuǎn)換為光生電流，并將光生電流傳輸給積分器模塊2，積分器模塊2將光生電流轉(zhuǎn)換為電壓。

請繼續(xù)參閱圖1，光生電流產(chǎn)生電路模塊1包括：電源正極VDD、電源負極VSS、偏壓電源V1、暗像素單元等效電阻Rdark，PMOS管、可調(diào)電阻Rt和譯碼器Y；其中，暗像素單元等效電阻Rdark的一端連接電源正極VDD，另一端連接PMOS管的源極M1；該PMOS管的柵極連接偏壓電源V1，該PMOS管的漏極與可調(diào)電阻Rt的一端共同連接至一節(jié)點N1。

請參閱圖2，該可調(diào)電阻Rt具有多個開關(guān)S₀～Sn，可調(diào)電阻Rt具有多個子電阻R₀～Rn分別與多個開關(guān)S₀～Sn一一對應(yīng)，譯碼器Y控制該多個開關(guān)S₀～Sn的啟閉，從而實現(xiàn)可調(diào)電阻Rt的阻值調(diào)整；請參閱圖1，該可調(diào)電阻Rt的另一端與紅外感應(yīng)元件等效電阻模塊3的一端相連接，紅外感應(yīng)元件等效電阻模塊3中的紅外感應(yīng)元件等效電阻Rdet的另一端與電源負極VSS相連接；電流從電源正極VDD流經(jīng)暗像素單元等效電阻Rdark，進入PMOS管的源極M1，并從PMOS管的漏極從節(jié)點n1分流后的其中一支流流向可調(diào)電阻Rt和紅外感應(yīng)元件等效電阻模塊3；另一個支流流向積分器模塊2。本實施例中，紅外感應(yīng)元件等效電阻模塊3中紅外感應(yīng)元件等效電阻Rdet為多個，每個紅外感應(yīng)元件等效電阻Rdet對應(yīng)一紅外感應(yīng)元件像素，且每個紅外感應(yīng)元件等效電阻Rdet均對應(yīng)連接有一個NMOS管且與相應(yīng)的NMOS管的源極相連接，每個NMOS管的漏極均與可調(diào)電阻Rt的另一端相連接，這些NMOS管交替開啟，使得紅外感應(yīng)元件等效電阻Rdet交替被連接于光生電流產(chǎn)生電路模塊1。

這里，積分器模塊2包括運算放大器OPA1和積分電容C1；運算放大器OPA1的負向輸入端連接于節(jié)點N1，正向輸入端連接另一個偏壓電源V2，運算放大器OPA1的輸出端VOUT輸出電壓；積分電容C1的一端與運算放大器OPA1的負向輸入端相連接，積分電容C1的另一端與運算放大器OPA1的輸出端相連接。

暗像素等效電阻Rdark流過的電流為I1，紅外感光元件等效電電阻Rdet流過的電流為I₂。則在節(jié)點N1流向積分器模塊2的電流I₃為：

I₃＝I₁-I₂

當紅外感光元件受到不同紅外線照射時，紅外感光元件等效電阻Rdet發(fā)生不同變化，相應(yīng)的通過Rdet的電流I₂不同，而暗像素單元由于未受紅外線照射，暗像素單元等效電阻Rdark不變，因此，二者電流的差I(lǐng)₃隨紅外線照射的變化而變化，從而導(dǎo)致積分器OPA1的輸出端VOUT的電壓隨之發(fā)生變化。這里，運算放大器為五管運算放大器。

暗像素單元采用的暗像素器件與紅外感光元件為同種器件，區(qū)別在于暗像素器件未受紅外線照射。當工藝發(fā)生變化時，暗像素器件和紅外感光元件發(fā)生同種變化，二者的等效電阻會發(fā)生同向變化，通過將二者產(chǎn)生的電流相減，由此可以消除工藝偏差帶來的影響。

當紅外感光元件等效電阻Rdet有偏差時，可以通過調(diào)整可調(diào)電阻Rt消除各個紅外感光元件等效電阻Rdet的偏差，保證整個陣列的一致性。

這里，積分器OPA1輸出端VOUT的輸出電壓為：

$VOUT=\frac{I_3}{C_1}\∫dt$

從上式可以看出，電流I₁和I₂的差I(lǐng)₃與VOUT成正比，當不同紅外線照射下，輸出不同電壓。

本電路可以有效消除工藝偏差對紅外感光陣列帶來的影響，另外可以提高紅外感光陣列輸出的一致性，適于推廣使用。

雖然本發(fā)明已以較佳實施例揭示如上，然所述實施例僅為了便于說明而舉例而已，并非用以限定本發(fā)明，本領(lǐng)域的技術(shù)人員在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下可作若干的更動與潤飾，本發(fā)明所主張的保護范圍應(yīng)以權(quán)利要求書所述為準。