A monolithic readout circuit for large format uncooled infrared detector focal plane arrays
Tezin Türü: Doktora
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Orta Doğu Teknik Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, Elektrik ve Elektronik Mühendisliği Bölümü, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2010
Tezin Dili: İngilizce
Öğrenci: MURAT TEPEGÖZ
Danışman: TAYFUN AKIN
Özet:Bu tez, büyük formatlı soğutmasız kızılötesi dedektör odak düzlem matrisleri için okuma devrelerinin tasarım ve karakterizasyon çalışmalarını sunmaktadır. Kızılötesi kamera sisteminin performansını arttırmak için beş adet ileri seviye okuma devresi yaklaşımı geliştirilmiştir. İlk olarak, güç sinyali üzerindeki gürültünün bastırılmasını arttırmak için geliştirilmiş yük transempedans yükseltgeç devresi tasarlanmıştır. Tasarlanan yöntem başarı ile test edilmiş ve güç sinyalini 40 kat daha iyi bastırabildiği doğrulanmıştır. İkinci olarak, performans limitleyici faktörlerden birisi olan gerilimden dolayı ısınmayı gidermek için optimum referans mikrobolometre tasarım yöntemi önerilmiştir. Simülasyon sonuçlarına gore bu yöntem gerilimden dolayı ısınmayı %90 oranında giderebilmektedir. Üçüncü yöntem, mikrobolometrelerin direnç dağılım düzensizliğini azaltmak için iki aşamalı ve çok seviyeli analog çıkışı olan sayısal-analog çevirici kullanımını içermektedir. Önerilen yöntem yüksek çözünürlük ve düşük güç tüketimi sağlamaktadır. Dördüncü yaklaşım dedektör direncini düzenlemek için gerilim ısınmasını kasıtlı olarak kullanmayı önermektedir. Bu yaklaşım gerçek direnç değeri ayarlanmasını sağladığı için literatürdeki diğer yöntemlerden farklılık içermektedir. Bu yaklaşım ayrıca düşük gürültü seviyesi ile yüksek çözünürlük sağlamaktadır. Beşinci yöntem olarak okuma devresinin güç tüketimin azaltmak için okuma devresi mimarisi geliştirilmiştir. Bu yöntem yeni geliştirilen okuma kanalı gruplama ve iki modlu opamp yapılarını kullanmaktadır.Bu tez kapsamında yapılan çalışmalar Türkiye'de geliştirilen yüksek formatlı soğutmasız kızılötesi dedektörlere uygun okuma devrelerinin ilk örnekleridir.