Интегральные микросхемы считывания для ИК фотоприемников на основе твердых растворов теллуридов кадмия-ртути

Abstract

Фотоприемные устройства (ФПУ) на основе твердых растворов HgCdTe (КРТ) представляют собой гибридную сборку матрицы фоточувствительных элементов (ФЧЭ) и кремниевой интегральной микросхемы считывания сигналов (ИМСС). ИМСС регистрирует фототоки со всех элементов матрицы ФЧЭ и затем последовательно выводит полученную информацию для построения изображения и его обработки внешним оборудованием. В настоящее время ключевые параметры ФПУ в значительной степени определяются характеристиками используемых ИМСС. В средневолновом (3-5 мкм, СВИК) и длинноволновом (8-12 мкм, ДВИК) ИК-диапазонах величина фонового излучения обычно весьма велика, при этом уровень полезного сигнала, как правило, существенно ниже фона. Возможность выделения полезного сигнала на уровне фона ограничена такой характеристикой входной ячейки ИМСС, как зарядовая емкость. Из-за малой зарядовой емкости за полное время кадра накапливается лишь незначительная часть заряда, генерируемого падающим на ФЧЭ излучением. В результате не удается приблизиться к теоретически предельному значению температурного разрешения. В коротковолновом ИК-диапазоне (1-3 мкм, КВИК) величина потока обычно значительно ниже, чем в СВИК и, особенно, ДВИК диапазонах. Характеристики ФПУ в данном случае лимитированы собственными шумами ФЧЭ и ИМСС. Необходимость регистрации слабых потоков излучения требует интеграции емкостного трансимпедансного усилителя непосредственно во входную ячейку ИМСС.