Многоканальные устройства предварительной обработки сигналов ФПУ для тепловизионных приборов

• Автор: Коннов, Владимир Петрович
• Шифр специальности: 05.12.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Казань
• Количество страниц: 126 с. : ил.

1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ МНОГОКАНАЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ ПРЕДВАРИТЕЛЬНОЙ ОБРАБОТКИ СИГНАЛОВ ФПУ И МЕТОДОВ
ИХ ПРОЕКТИРОВАНИЯ
2. СТАТИСТИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ МИКРОЭЛЕКТРОННЫХ УСТРОЙСТВ (МЭУ), ИЗГОТАВЛИВАЕМЫХ ПО ИНТЕГРАЛЬНОЙ ТЕХНОЛОГИИ И РАЗРАБОТКА СТАТИСТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ МЭУ
2.1. Структурное представление погрешностей элементов МЭУ
2.2. Обобщенная статистическая модель МЭУ
2.3. Влияние этапов проектирования на статистические характеристики МЭУ
2.4. Выводы по главе
3. МЕТОДЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ, ОПТИМИЗАЦИИ ХАРАКТЕРИСТИК
И ТЕХНОЛОГИИ ИЗГОТОВЛЕНИЯ МЭУ
3.1. Метод оптимизации функциональной структуры МЭУ
3.2. Методы оптимизации конструктивно-технологических параметров тонкопленочных элементов МЭУ
3.3. Технологические методы повышения точности и воспроизводимости параметров МЭУ
3.3.1. Метод повышения равномерности распределения толщины тонких резистивных пленок
3.3.2. Формирование геометрических размеров тонкопленочных структур методом ионно-плазменного травления
3.3.3. Групповая подгонка комплексов тонкопленочных резисторов
3.4. Выводы по главе
4. РАЗРАБОТКА МНОГОКАНАЛЬНОГО УСТРОЙСТВА ПРЕДВАРИТЕЛЬНОЙ ОБРАБОТКИ СИГНАЛОВ ДЛЯ МНОГОЭЛЕМЕНТНОГО ФПУ ИК ДИАПАЗОНА

4.1. Алгоритм обработки и функциональная структура УПОС для ФПУ
на основе фоторезисторов из твердых растворов КРТ
4.2. Особенности схемотехнической реализации основных функциональных
узлов УПОС
4.2.1 Входные каскады канальной части УПОС
4.2.2. Фильтр нижних частот
4.2.3 Усилитель с автоматической калибровкой
4.2.4. Коммутатор аналоговых сигналов
4.2.5 Конструктивно-технологическая реализация основных функциональных узлов УПОС
4.3. Многоканальные малошумящие модули предусилителей для ФПУ ИК диапазона
4.4. Выводы по главе
5. ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЯ

Интенсивное развитие тепловизионной техники и расширение ее применения связано, прежде всего, с достижениями в области создания фотоприемных устройств (ФПУ), являющихся обязательными элементами структуры любого тепловизионного прибора или системы.
Современное развитие ФПУ характеризуется не только дальнейшим улучшением параметров и характеристик отдельных фоточувствительных элементов ( чувствительности, быстродействия, области спектральной чувствительности, обнаружительной способности и др.), но и поиском новых принципов их конструирования. Наиболее важным, из которых, следует считать создание многоэлементных матричных и линейных фоточувствительных структур со схемами обработки сигналов.
Большие отличия в типах фоточувствительных элементов (фотодиоды, фоторезисторы), их параметрах ( внутреннее сопротивление, уровень собственных шумов и др.), часто создают значительные трудности в практической реализации порога чувствительности приемника излучения в тепловизионной аппаратуре. Это связано с зависимостью чувствительности приемника от выбора его режима работы и степени согласования с последующим электронным трактом.
Поэтому, на фотоприемные устройства стали возлагаться функции, которые ранее выполнялись последующими устройствами электронного тракта тепловизионной аппаратуры, такие, как предварительное усиление электрического сигнала, формирование частотной характеристики со специальными свойствами, преобразование сигнала из одной формы в другую и т.п.
Совмещение нескольких выполняемых функций в одном изделии, имеющем, часто, единую конструкцию, позволяет получить существенный выигрыш в тактико-технических параметрах тепловизионного прибора в целом. Однако, при этом, на электронные устройства предварительной обработки сигналов ФПУ накладываются очень жесткие требования, как

3.2. Методы оптимизации конструктивно-технологических параметров тонкопленочных элементов МЭУ
Сопротивления тонкопленочных резисторов, входящих в состав микроэлектронного устройства, могут лежать в диапазоне от десятков Ом до единиц мОм. Для того, чтобы резисторы с такими номиналами могли быть изготовлены методами тонкопленочной технологии и занимали приемлемую площадь на подложке, их разбивают на несколько комплексов, каждый из которых напыляется со своим значением удельного поверхностного сопротивления и из определенного материала. В связи с этим возникает задача обоснованного распределения общей площади микросборки между комплексами тонкопленочных резисторов.
Дисперсия выходного параметра функционального узла, реализуемого в виде тонкопленочной микросборки, от производственного разброса параметров тонкопленочных резисторов с учетом особенностей интегральной технологии, рассмотренных в настоящей работе, может быть представлена как сумма дисперсий выходного параметра от разбросов электрофизических параметров (/% ) и геометрических размеров ( Ь и I) резисторов [67]
Аг = ^/(э) + Щг) = Ьр + Ът + Ът ; ( 3.4.)
В свою очередь, дисперсии выходного параметра от разброса электрофизических и геометрических параметров резисторов для «я» независимых комплексов резисторов, изготавливаемых с одинаковыми значениями , можно представить в виде сумм дисперсий выходного параметра вследствие отклонения параметров резисторов каждого комплекса:
п п
Ът = ЕЁ>дэ»; Ъдг) = ЕЬГ(г)1; (з.5.)
1=1 1
где В/(г), - дисперсии выходного параметра ФУ от разброса,
соответственно, электрофизических и геометрических параметров резисторов