【摘 要】
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红外探测技术作为21世纪新兴高科技技术现已在诸多领域被广泛地应用,例如工业控制、医疗、汽车电子、精确制导等。作为光电探测系统的重要部件,高性能的读取电路对系统的性能起着决定性作用,而光电二极管在当前的光电探测系统领域研究最为广泛。因此,本课题研究基于光电二极管的跨阻放大器电路具有重要的意义。本文首先介绍了激光探测技术的基本原理,对比了相位式测距法和脉冲测距法,并对脉冲飞行时间探测的误差进行了分析和
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红外探测技术作为21世纪新兴高科技技术现已在诸多领域被广泛地应用,例如工业控制、医疗、汽车电子、精确制导等。作为光电探测系统的重要部件,高性能的读取电路对系统的性能起着决定性作用,而光电二极管在当前的光电探测系统领域研究最为广泛。因此,本课题研究基于光电二极管的跨阻放大器电路具有重要的意义。本文首先介绍了激光探测技术的基本原理,对比了相位式测距法和脉冲测距法,并对脉冲飞行时间探测的误差进行了分析和改进。最后介绍了雪崩光电二极管的工作原理以及本文选取的光电二极管的线性工作模型,并在此基础上搭建了本文设计的跨阻放大器电路的系统架构,并对其工作原理以及系统指标进行了分析介绍。并对主流的跨阻放大器电路类型的性能进行了分析。采用了RGC形式的前置跨阻放大器。确立整体电路的框架,并对主要模块进行了设计和优化,以及各模块电路各项功能和性能指标的仿真和具体分析。再对整体电路进行了各项功能仿真和版图设计。本文基于XFAB 0.6μm SOI工艺完成了红外探测器的跨阻抗放大器电路的设计。其中跨阻抗放大器的增益约为81.16dBΩ,带宽为398.1MHz,等效输入噪声电流密度为10.66pA/（HZ）1/2。电路的整体实现了90dBΩ、105dBΩ和120dBΩ三挡外部可选增益,有效地扩展了探测信号的动态范围。
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