一款像素级开关电容阵列波形采样芯片

• 作者: 蒲恩强 方倪 沈凡 高超嵩 孙向明 刘军 赵聪 陈强军
• 来源期刊: 半导体技术
• 关键词: 读出电子学 开关电容阵列(SCA) 像素 波形采样 辐射成像
• 年，卷（期）: 2021,（8）
• 所属期刊栏目: 半导体集成电路|Semiconductor Integrated Circuits
• 页码范围: 591-598
• 页数: 8页
• 分类号: TN432
• 语种: 中文
• DOI: 10.13290/j.cnki.bdtjs.2021.08.002

摘要

设计了一款基于GSMC 130 nm CMOS工艺的像素级开关电容阵列(SCA)波形采样芯片.该芯片由32×32像素阵列和读写控制电路组成,每个像素集成了裸露的顶层金属、pn结和32×32 SCA,裸露的顶层金属和pn结作为电荷收集电极,SCA用于存储波形信号,每个像素尺寸约为150 μm×156 μm.测试结果表明:拟合的直流传输函数与理论分析相符,该波形采样芯片的输入满量程约为1V,单次成像模式下帧率可达10 MHz,直流噪声等效噪声电荷电子个数约为24 890,对正弦波信号采样后能够比较好地还原出原始信号波形.