A CMOS integrated PtSi schottky-barrier infrared dedector for night applications
CMOS elektronik devresi ile bütünleştirilmiş PtSi schottky-bariyer diyot tipi gece-görüş dedektörü
- Tez No: 75742
- Danışmanlar: YRD. DOÇ. DR. TAYFUN AKIN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: kızılötesi dedektörler, PtSi Schottky-Bariyer Diyotlar, CMOS okuma devreleri. VI, infrared detectors, PtSi Schottky-Barrier Diodes, CMOS readout electronics, cryogenic electronics. IV
- Yıl: 1998
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 166
Özet
ÖZ CMOS ELEKTRONİK DEVRESİ İLE BÜTÜNLEŞTİRİLMİŞ PtSi SCHOTTKY-BARİYER DİYOT TİPİ GECE-GÖRÜŞ DEDEKTÖRÜ Külah, Haluk Yüksek Lisans, Elektrik ve Elektronik Mühendisliği Bölümü Tez Yöneticisi: Yrd. Doç. Dr. Tayfun Akın Temmuz 1998, 146 sayfa Kızılötesi dedektörler dünyadaki önemli stratejik savunma teknolojileri arasında yer alırlar ve gece-görüş, hedef belirleme, mermi güdümleme, süreç denetim gibi bir çok askeri ve sivil uygulamalarda kullanılırlar. Bu tezde gece-görüş uygulamaları için tasarlanmış, CMOS okuma devreli 640x480 PtSi Schottky-Bariyer Diyot tipi kızılötesi Odak Düzlem Matrisi (ODM) anlatılmaktadır. Tasarlanan dedektörler sıvı azot sıcaklığında (77K) çalışır ve 3 -5 um dalgaboyu aralığına duyarlıdır. Elde edilen sonuçlar üç ana başlık altında toplanabilir: 1- Kızılötesi dedektörler üzerine deneyim kazanıldı. 2- 640x480 kızılötesi ODM tasarlandı. 3- Görüntüleme uygulamaları için yeni okuma devresi geliştirildi. IMEC 1.2u.m CMOS ile bütünleştirilmiş PtSi teknolojisinde tasarlanan test yongası ile kızılötesi dedektörler üzerine deneyim kazanılmıştır. Bu yongada karakterizasyon için tek dedektörler, 2x2 okuma devreli matrisler ve 16x16 matris yeralmaktadır.Test yongasından elde edilen deneyimle daha büyük bir ODM, 640x480, yonga üzerinde elektronik devresiyle tasarlanmıştır. Dedektör matrisi, 25umx25um toplam, %40 etkin alanlı birim elemanlardan oluşur. Görüntüleyici 30Hz çerçeve hıza ile çalışır ve 17mmxl3mm yer kaplar. Okuma devreleri üzerine elde edilen deneyim, kızılötesi uygulamalar için yeni bir okuma devresinin, Alcım Kopyalama Yoluyla Entegrasyon (AKYE), geliştirilmesinde kullanılmıştır. Yeni devre, geniş dinamik alan, yüksek yük depolama kapasitesi, bire yakın enjeksiyon yeterliliği ve sıfıra yakın dedektör voltajı sağlar. Birim eleman devresi 20umx25um alan kaplar ve 2pF entegrasyon kapasitansı ve 5V güç kaynağında, 5.25x1 07 elektron maksimum yük depolama kapasitesi ve 6x1 07Q maksimum transempedans sağlar. Performans parametrelerini doğrulamak amacıyla AMI 0.8um CMOS teknolojisinde bir test yongası tasarlanmıştır. Bu araştırma CMOS okuma devreli büyük ODM'ler üzerine yapılmış ilk ulusal çalışmadır ve stratejik bir savunma teknolojisinin kurulmasında atılmış önemli bir adım olarak nitelendirilebilir.
Özet (Çeviri)
ABSTRACT A CMOS INTEGRATED PtSi SCHOTTKY-BARRIER INFRARED DETECTOR FOR NIGHT VISION APPLICATIONS Külah, Haluk M.Sc, Department of Electrical and Electronics Engineering Supervisor: Asst. Prof. Dr. Tayfun Akın July 1998, 146 pages Infrared detectors are considered as one of the most strategic defense technologies and are used in a number of military and civilian applications, including night vision, target tracking, missiles, industrial process control, and drivers' night vision enhancement systems. This thesis demonstrates development of a 640x480 PtSi Schottky-Barrier Diode infrared focal plane array (FPA) that is sensitive to 3- 5pm wavelengths at liquid nitrogen temperature (77K). The first achievement in this work is gaining experience on infrared detectors in general and PtSi detectors in particular by the design of a test chip using 1.2um CMOS merged PtSi detector technology developed at IMEC. The test chip contains single characterization detectors, 2x2 arrays with readout circuitry, and a 16x16 imager array.The second achievement is the design of a 640x480 detector array with on- chip readout circuitry. Detectors pixels measure 25umx25um with 40% fill factor. The imager occupies 17mmxl3mm area and works at 30 frames/sec. The third achievement is the development of a new hybrid readout circuit, Current Mirroring Integration (CMI) which offers large dynamic range, high charge storage capacity, almost-unity injection efficiency, and perfect detector bias in a small pixel area of 20umx25um in AMI 0.8um CMOS process. This circuit provides maximum charge storage capacity of 5.25xl07 electrons and maximum transimpedance of 6x1 07Q with 2pF integration capacitance and 5V supply. This research is the first national study on the development of a large FPA with its on-chip readout electronics and can be considered as an important step to establish a strategic defense technology. (IR)
Benzer Tezler
- CMOS integrated sensor readout circuitry for DNA detection applications
DNA tespit uygulamaları için CMOS entegre sensör okuma devresi
JAVİD MUSAYEV
Yüksek Lisans
İngilizce
2011
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiElektrik ve Elektronik Mühendisliği Bölümü
PROF. DR. TAYFUN AKIN
YRD. DOÇ. DR. SELİM EMİNOĞLU
- Optimization and design of a CMOS 1800 MHz receiver front end
CMOS 1800 MHz alıcı önbloklarının optimizasyonu ve tasarımı
KEMAL OZANOĞLU
Yüksek Lisans
İngilizce
2000
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiPROF. DR. DURAN LEBLEBİCİ
- Josephson-cmos hibrit bellek sistemleri için tek akıkuantum tabanlı bellek kontrol birimi tasarımı ve gerçeklenmesi
Design and implementation of a single flux quantum based memory controller for josephson-cmos hybrid memory
SEDA DEMİRHAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiTOBB Ekonomi ve Teknoloji ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ALİ BOZBEY
- A low-power succesive approximation register analog-to-digital converter integrated circuit for imaging sensors
Görüntüleme sensörleri için düşük güçlü ardışık yaklaşıklama kaydedicili analog-sayısal çevirici tümleşik devresi
SERHAT KOÇAK
Doktora
İngilizce
2023
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. TAYFUN AKIN
- A 64X64 CMOS integrated readout circuit for infraret photodetector focal plane arrays
Kızılötesi fotoalgılayıcı odak düzlem matrisleri için 64x64 CMOS entegre okuma devresi
MURAT TEPEGÖZ
Yüksek Lisans
İngilizce
2003
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. TAYFUN AKIN