6.電阻負(fù)載柵調(diào)制讀出電路（rl roic）

電阻負(fù)載柵極調(diào)制電路（rl）的構(gòu)造思想和目的與 cm 幾乎一樣（圖8），其效果也差不多，只是因用電阻替代了 mos 管，可使象元 1/f 噪聲更小，并提高了探測器偏壓的均勻性。由于大電阻的制造與數(shù)字 cmos 工藝是不兼容的，rl 的阻值不可能很大。此外，因電路結(jié)構(gòu)的原因，當(dāng)探測器電流很小時(shí)，此讀出電路的均勻性和線性度都相當(dāng)差。在大多數(shù)的應(yīng)用中，需要對其輸出增益和偏移進(jìn)行校正才能獲得滿意的效果，故此類讀出電路不見常用。

7.電容反饋跨阻抗放大器（ctia roic）

ctia 是由運(yùn)放和反饋積分電容構(gòu)成的一種復(fù)位積分器（圖9），探測器電流在反饋電容上積分，其增益大小由積分電容確定。它可以提供很低的探測器輸入阻抗和恒定的探測器偏置電壓，在從很低到很高的背景范圍內(nèi)，都具有非常低的噪聲。且輸出信號的線性度也很好。此電路的功耗和芯片面積較一般的電路大，復(fù)位開關(guān)也會(huì)帶來 ckt 噪聲，這也許是它眾多優(yōu)良性能中的一點(diǎn)不足之處。

8.電阻反饋跨阻放大器（rtia roic）

rtia 和 ctia 相似，只是由電阻代替了積分電容和復(fù)位開關(guān)（圖10）。此電路無積分功能，故只能提供與探測器電流成比例的連續(xù)輸出電壓，如要提供高的輸出增益，需要大的反饋電阻，但大的電阻占用芯片面積大，且不適宜數(shù)字 cmos 工藝。因此，讀出電路陣列幾乎不用此電路結(jié)構(gòu)。

以上是八種典型讀出電路的性能和特點(diǎn)，可根據(jù)不同的應(yīng)用和性能需求進(jìn)行選用。當(dāng)然，其中某些性能參數(shù)也不是一成不變的，可隨工藝水平的發(fā)展而變化，如單元面積和成本會(huì)隨集成電路工藝的進(jìn)步而得到緩解。最后要指出的是，這些基本電路形式通過某些變化和組合可衍生出新的性能更好的讀出電路。

四.國內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r簡述

我國非致冷焦平面陣列技術(shù)已初步取得進(jìn)展。1995年，中國科學(xué)院長春光學(xué)精密機(jī)械研究所利用微機(jī)械加工技術(shù)研制成功了低成本線陣32×128象元硅微測熱輻射計(jì)陣列，其噪聲等效溫差（netd）為0.3k，存儲(chǔ)時(shí)間為1ms。而由中國科學(xué)院上海技術(shù)物理研究所承擔(dān)的鈦酸鍶鋇鐵電薄膜材料研究項(xiàng)目已于2000年12月通過中國科學(xué)院上海分院鑒定[8] 。該項(xiàng)目采用新工藝制備的baxsr1-xtio3鐵電薄膜材料性能達(dá)到國際領(lǐng)先水平。1987年，美國ti公司演示的第一代非致冷熱釋電探測器所使用的就是這種鐵電薄膜材料。這些研究成果表明，我國的非致冷熱成像技術(shù)還有很大的潛力。

目前，我國在非致冷紅外熱成像方面的研究主要集中在部分高等院校和研究院所。這些研究單位主要進(jìn)行探測器陣列及其工藝的研究。而眾多的經(jīng)營非致冷紅外熱像儀的公司大部分只停留在制作一些外圍設(shè)備和開發(fā)一些軟件的業(yè)務(wù)上。

在美國、法國和英國等發(fā)達(dá)國家，單色紅外焦平面器件的技術(shù)已經(jīng)基本成熟，以 288×4 長波和 256×256中波為代表的焦平面器件已基本取代了多元光導(dǎo)線列通用組件。256×256 元碲鎘汞焦平面探測器已經(jīng)裝備美國agm-130 空對地導(dǎo)彈，320×256 元碲鎘汞焦平面探測器在歐洲 storm shadow/scalp e-g 空對地巡航導(dǎo)彈上開始應(yīng)用，256×256 元 insb 焦平面裝備了以色列箭-2 反導(dǎo)系統(tǒng)及美國標(biāo)準(zhǔn)Ⅱ-Ⅳa 導(dǎo)彈，640×512 元 insb 美國戰(zhàn)區(qū)高空區(qū)域防御系統(tǒng)攔截彈(thaad)；640×480 元 insb 熱成像儀則裝備了 f-22、v-22、f18-e/f 等戰(zhàn)機(jī)。

在上個(gè)世紀(jì) 90 年代中期，發(fā)展多色焦平面列陣（msfpas）的概念得到了美軍方的高度重視，其投入大量資金開展 msfpas 技術(shù)研究，預(yù)計(jì)到 2010 年，新型大規(guī)模焦平面列陣 msfpas 將成為美軍提高信息獲取能力的主要手段之一。

在向更大規(guī)模的凝視型面陣焦平面探測器、雙色探測器發(fā)展的歷程中，長波器件已達(dá)到 640×480 元的規(guī)模，中、短波器件達(dá)到了 2048×2048 的規(guī)模，長線陣的掃描型焦平面因其在空間對地觀測方面的需求受到了高度地重視。美國預(yù)警衛(wèi)星采用了 6000 元的超長線列雙色中、短波焦平面器件，美國大氣紅外深度探測儀采用了 4000元長波掃描焦平面器件[9]，法國的 spot4 衛(wèi)星采用了 3000 元的短波掃描焦平面器件。法國 sofradir 公司研制成了 1500 元長線列中長波焦平面器件[10]。2000 年， raytheon/hughes 研制了長波/長波雙色焦平面器件，該器件采用分子束外延碲鎘汞異質(zhì)結(jié)材料，用反應(yīng)離子刻蝕（rie）技術(shù)形成光敏元，規(guī)模達(dá)到128×128，40mm 中心距，讀出電路（roic）采 0.8 mm 設(shè)cmos 計(jì)規(guī)則，采用 foundry 加工模式，實(shí)現(xiàn)了同時(shí)光譜積分。

2001 年，美國rockwell公司研制出了128×128元長波/短波、中波/中波雙色焦平面器件。該器件采用了分子束外延碲鎘汞多層材料，為單極型探測器結(jié)構(gòu)，其探測率分別為 6.0×1011 cmhz1/2w－1 (長波)，1.6×1012 cmhz1/2w-1(短波)。

2000 年法國 leti/lir公司研制出了短波/中波雙色焦平面器件，drs 公司用“via-hole”的獨(dú)特技術(shù)獲得了雙色探測器，而 leti/sofradia 公司也已經(jīng)獲得了碲鎘汞雙色探測器焦平面列陣。