读出电路是红外探测器(尤其是红外焦平面阵列探测器)当中的十分重要的环节。 FCA20N60相对于周围物体的红外辐射,被测物体的辐射信号一般都相当微小,光电流大小为纳安或者是皮安量级,要把这么小的信号读出可不是一件容易的事,尤其是这种小信号极易受到其他噪声的干扰,因此,选择和设计合适的读出电路就成为红外探测器特别重要的研究内容。

   阵列探测器都需要将少至数十、多达数兆的探测元信号通过多路传输器(MUX),依序切换为单个或多个信号输出,并送读出电路信号放大。最常用的多路传输器有CCD和CMOs两种。

   第一代探测器线列的每个探测元都有一根独立的信号引线引至室温工作的前置放大器,由于引线必须通过真空杜瓦瓶壁,结构限制了第一代线列的元数必须少于⒛0。英国发明的SPRITE器件,将普通的光导HgCdTe技术和信号的时间延迟积分(TDI)揉合在单个延长的探测元上。尽管只是10元左右的线列,它提供了一代半的技术。

   六十年代后期,由于硅CCD的发明,使得带焦平面信号读出的第二代探测器阵列的设想成为现实。这种读出结构能多路传输大阵列器件的信号,但是实施时对探测器有阻抗要求。只有Insb、Ps和HgCdTe那样的光伏探测器和PbSe、PbS之类的高阻抗光电导器件才能提供与多路传输器的场效应管输人级互连的合适阻抗。由于光导HgC,dTe是低阻抗器件,偏置功耗也较大,所以并不合适制成大阵列。因此,七十年代后期,甚至整个八十年代,H四dTe技术几乎集中在光伏器仵的发展。作为第二代红外探测器标志的二维大阵列有两大类。一类是具有TDI功能的线列结构,用于扫描成像。另一类是面阵结构,用于凝视成像系统。

   读出集成电路(R0IC)是把焦平面的各种功能集成在单一的半导体芯片中的高集成度电路。其基本功能是进行红外探测器信号的转换、放大以及多路传输,即将数据从许多探测器端依次传输到最少的输出端。ROIC的每个单元有特定的探测器、放大器和多路开关。ROIC通常用一般的硅集成工艺制造,最常用的是C0MS(互补金属氧化物硅)工艺,可使目前传感器达到较高的分辨率和灵敏度。大阵列探测器与R0IC连接,形成传感器芯片组件(SCA)。

   大多数ROIC的前置放大器都是在一定的积分时间内对探测器的光生电流进行电荷积累。电荷可以储存在积分电容中或CCD的“桶”(势阱)中,形成信号,此信号被周期性地采样,前置放大后多路传输出去。然后,积分电容复位,再开始下一次积分。