一种光存储单元的倒空CTIA读出电路的设计方法

摘要

本发明公开了一种光存储单元的倒空CTIA读出电路的设计方法，包括光存储单元器件的电学特性测试、等效电路的建模，特点是将等效电路模型作为CTIA型读出结构的输入源，得到读出电路的相应参数，然后根据相应参数作出设有倒空结构的读出电路设计。本发明与现有技术相比具有结构简单，性能优良，精度高的优点，能更好地读出低维度量子点-量子阱混合结构的光存储器件的响应信号，倒空脉冲对运放工作点影响很小，确保运放具有稳定的工作性能和最佳工作点。

主权项

1、一种光存储单元的倒空CTIA读出电路的设计方法，包括光存储单元器件的电学特性测试、等效电路的建模，其特征在于将等效电路模型作为CTIA型读出结构的输入源，得到读出电路的相应参数，然后根据相应参数作出设有倒空结构的读出电路设计，具体包括以下步骤：(一)、光存储单元器件的电学特性测试由滤光片光功率为1μW，波长为633nm的氦氖激光器提供光照强度，在室温或低温下对光存储器件进行电流-电压特性(I-V)、电容-电压特性(C-V)的测试，并建立(I-V)、(C-V)的特性曲线；(二)、光存储器件的等效电路建模根据测试得到的电流-电压特性以及电容-电压特性，通过拟合分别得到I与V之间以及C与V的函数关系，由此在等效电路模型中可以用一个或多个电压控制电流源来实现输出电流为电压的函数、用一个电容来实现电容为电压的函数、用一个电阻来实现阻抗为电压的函数，从而得到简化的准确的光存储单元器件等效电路模型；(三)、CTIA读出电路的建立将等效电路模型作为CTIA型读出结构的输入源，得到读出电路的相应参数，然后根据相应参数作出与光存储单元器件匹配的具有增益可调的CTIA读出电路。CTIA读出电路由电容C1、C2、C0与选通开关K1、K2组成的积分电容构成，它通过积分电容调节增益，积分电容值由等效电路模型的输出电流Id计算而得，其中电容C1、C2为可调电容，它分别与控制开关K1和K2串联；(四)、具有倒空结构的CTIA读出电路的设计在上述等效电路、CTIA读出电路的基础上，增设具有倒空结构的电阻分压电路，电阻分压电路由电阻R1、R2串接而成，电阻R1为可变，它的一端接复位脉冲信号RS，另一端接电阻R2，电阻R2的另一端接地；电阻R1、R2共同连接端与等效电路的输入电阻Ri的正极连接；等效电路的输出电阻Ro的正极与CTIA读出电路的积分运送器A的负极连接；复位脉冲信号RS通过一个反相器得到倒相的脉冲信号，该信号再经过电阻分压电路实现有效的倒空脉冲信号，并作用于光存储器件的公共端。