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A 640×512 ROIC with optimized BDI input stage and low power output buffer for CQDs-based infrared image sensor

缓冲放大器 线性 探测器 电压 材料科学 信号(编程语言) 功率(物理) 光电子学 电气工程 电子工程 计算机科学 物理 工程类 晶体管 量子力学 程序设计语言
作者
Hao Li,Ang Hu,Zheng Nie,Dongsheng Liu,Liduo Wang,Liang Gao,Jiang Tang
标识
DOI:10.1016/j.mejo.2022.105435
摘要

A 640 × 512 readout integrated circuit (ROIC) for colloidal quantum dots (CQDs) infrared image sensor is presented in this paper. An optimized buffered direct injection (BDI) pixel circuit and a low power rail-to-rail output buffer are proposed to achieve higher array-level consistency of output voltage. The ROIC can process photocurrent of CQDs detector from 100 fA to 100 pA with a conversion gain (CG) of 2.13μV/e−, full well capacity (FWC) of 4.6 × 105e− and readout noise of 100e−. With 1.8 V power supply for both digital and analog modules, the output signal swing exceeds 1 V and performs linearity over 99.95% under different PVT conditions. The ROIC is designed and simulated with SMIC 0.18 μm mixed-signal 1-poly 6-metal (1P6M) process and the die size is 11.13 mm × 8.78 mm.
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