应用倒置电压跟随器的光伏探测器读出单元电路

摘要

应用倒置电压跟随器的光伏探测器读出单元电路，由级联电流镜电路、电流积分电路和偏置电压产生电路组成，晶体管Mp1、Mp3与Mp2、Mp4组成级联电流镜电路；晶体管Mp2、Mp4、Mn2及积分电容Cint组成电流积分电路；晶体管MBn1、MBn2、MBp1、MBp2组成偏置电压产生电路。本电路无需放大器，功耗低，具有较低的输入电阻，且输入电阻与探测器电流无关，能实现恒定的注入效率；探测器的偏置电压能精确控制，可提供恒定的探测器偏压；通过电流镜晶体管的尺寸比可改变读出单元电路的电流增益；可方便地加入背景电流扣除电路，实现背景抑制，提高电路的动态范围；动态范围大，可处理高于偏置电流的输入光电流。

主权项

一种应用倒置电压跟随器的光伏探测器读出单元电路，其特征在于：由级联电流镜电路、电流积分电路和偏置电压产生电路组成，其中，级联电流镜电路由晶体管Mp1、Mp3与Mp2、Mp4组成，晶体管Mp1与Mp3组成串联—并联负反馈的倒置电压跟随器电路，其作用是稳定电压增益并降低输出电阻，探测器光电流直接注入晶体管Mp1的漏极；电流积分电路由晶体管Mp2、Mp4、Mn2及积分电容Cint组成，其作用是将注入的光电流积分，晶体管Mp1与Mp2的尺寸比为1：k，构成电流放大倍数为k的电流镜电路，将注入的探测器光电流放大k倍后再注入到电流积分电路的积分电容进行积分，同时利用晶体管Mn2将偏置电流扣除，保证进入电流积分电路的是放大后的光电信号；偏置电压产生电路由晶体管MBn1、MBn2、MBp1、MBp2组成，其作用是为偏置电流源晶体管Mn1及Mn2提供栅极电压VB1，为晶体管Mp3及Mp4提供栅极电压VB2，为探测器提供恒定的不随温度及电源电压变化的偏置电压VB3；偏置电压VB3由电压缓冲器缓冲，以保证较大的电流输出能力及较低的输出阻抗；偏置电压产生电路中的晶体管与读出单元电路中各晶体管的沟道宽度及长度具有一定对应关系；整个焦平面探测器读出电路共用一个偏置电压产生电路。