[发明专利]BDI型像素电路及读出电路

说明书

本发明实施例公开了一种具有高的稳定性的BDI型像素电路及读出电路。其中像素电路包括：积分电路；反馈控制电路，包括：输入端，与红外探测器的输出端连接，用于接收红外探测器根据红外光信号所产生的电流信号；输出端，与积分电路连接，用于对积分电路进行充电；以及控制端；输出电路，与积分电路连接，用于根据积分电路的积分电压输出信号；以及运放电路，包括：输入端，与反馈控制电路的输入端连接，以及输出端，与反馈控制电路的控制端连接；其中，运放电路，包括：作为尾电流源的晶体管，该晶体管为倒比管，且该晶体管的宽长比介于1：50～1：100之间。

技术领域

本发明涉及红外探测技术领域，尤其涉及一种BDI(Buffered Direct Injection，缓冲直接注入)型像素电路及读出电路。

背景技术

红外探测器(Infrared Detector)是将入射的红外辐射信号转变成电信号输出的器件，其中红外辐射是波长介于可见光与微波之间的电磁波，人眼察觉不到，要察觉这种辐射的存在并测量其强弱，需要把它转变成可以察觉和测量的其他物理量(如电信号)。当前，红外探测器在损伤检测、物品分拣等工业中被广泛应用。

在现有技术中，一般采用读出电路来检测红外探测器基于红外光信号所生成的光电流信号。而在读出电路中，BDI型像素电路是比较重要的一部分，其性能关系着整个读出电路的性能高低。如图1所示，是现有的BDI型像素电路3的结构示意图，BDI型像素电路是一种常用的红外探测器像素电路。在图1中，由探测器1检测红外光信号，并产生相应的电信号，产生的电信号通过互联电极2输出至BDI型像素电路3的输入端，其中探测器1连接在电源电压VCOM和BDI型像素电路3的输入端之间。在图中，BDI型像素电路3包括：反馈控制电路30、运放电路31、积分电路32、复位电路33和输出电路34。

其中，反馈控制电路30由晶体管M0实现，其源端为BDI型像素电路3的输入端，用于从互联电极2接收信号。输出电路34由晶体管M7和M10构成的源跟随器组成，其中源跟随器连接在电源电压VCC和BDI型像素电路3的输出端之间。运放电路31包括晶体管M1～M5，其中M1为尾电流源，其由偏置电压Vb控制，M2的栅极接至M0的源极，即像素电路3的输入端，M3的栅极由偏置信号VD控制；工作时，反馈控制电路30和像素运放电路31相配合，在输入光电流发生变化时，保持运放电路31反向输入端(即M2的栅极)的电压保持稳定(即与VD相等)，从而使红外探测器件的偏置电压保持稳定，同时提高信号注入效率。积分电路32由电容C实现，其上极板FD接M0的漏极，下极板接地，由M0对电容C进行充电以实现电压积分。复位电路33由晶体管M6实现，其与电容C并联，当重置信号RST有效时，M6导通，从而将电容C的上极板FD的电压重置为预置电压VRST。输出电路34为源跟随器，当需要读出信号时，时序信号SEL升为高电平，将M10导通，从而输出像素电流信号Iout。

在应用中，一般由多个如图1所示的BDI型像素电路3组成像素阵列的形式来对红外探测器生成的信号进行检测。而本申请的发明人发现：虽然采用相同的结构和工艺来实现像素阵列中的各BDI型像素电路，但在实际应用时，各像素电路的性能却存在不一致的问题，也就是说，图式结构的像素电路的性能不稳定。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种BDI型像素电路和读出电路，其具有高的性能稳定性。

为了实现上述发明目的，本发明实施例公开了一种BDI型像素电路，包括：积分电路；反馈控制电路，包括：输入端，与红外探测器的输出端连接，用于接收所述红外探测器根据红外光信号所产生的电流信号；输出端，与所述积分电路连接，用于对所述积分电路进行充电；以及控制端；输出电路，与所述积分电路连接，用于根据所述积分电路的积分电压输出信号；以及运放电路，包括：输入端，与所述反馈控制电路的输入端连接，以及输出端，与所述反馈控制电路的控制端连接；其中，所述运放电路，包括：作为第一尾电流源的第一晶体管，所述第一晶体管为倒比管，且所述第一晶体管的宽长比介于1：50～1：100之间。