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[국내논문] 고정패턴잡음 제거를 위한 적외선 이미지 센서용 CMOS 검출회로 설계에 관한 연구
A Design of CMOS ROIC with Reduced Fixed Pattern Noise for Infrared Image Sensor Applications 원문보기

대한전기학회 2006년도 추계학술대회 논문집 전기물성,응용부문, 2006 Oct. 27, 2006년, pp.16 - 17  

신호현 (고려대학교 전기공학과) ,  황상준 (고려대학교 전기공학과) ,  유승우 (고려대학교 전기공학과) ,  성만영 (고려대학교 전기공학과)

초록
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적외선 이미지 센서용으로 사용되는 마이크로 볼로미터 센서는 process variation으의 인하여 모든 볼로미터 센서의 셀이 정확한 저항값을 갖지 못하여 입력신호에 왜곡을 가져 온다. 본 논문에서는 적외선 이미지 센서용 CMOS 검출회로를 설계하는 데 있어, 이러한 볼로미터 셀 어레이의 고정패턴잡음(Fixed Pattern hoise)을 최소화하는 방법에 대해 연구하였다. 기존의 단일 입력 방식 검출회로는 볼로미터 셀어레이의 고정패턴잡음을 보정하기 위하여 추가적인 보정 회로를 필요로 하였다. 이러한 문제점을 해결하기 위해서 본 논문에서는 차동 입력 방식 검출회로를 제안하였으며, 이를 적용하여 출력을 살펴본 결과 추가적인 보정회로 없이 20%의 노이즈 감쇠효과를 얻을 수 있다. 연구 결과를 바탕으로 32${\times}$32 크기를 갖는 셀어레이의 볼로미터를 구성하여 전체 칩을 설계하였으며 컴퓨터 시물레이션을 통해 결과를 분석하였다.

AI 본문요약
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문제 정의

  • 본 논문에서는 이러한 고정패턴잡음을 최소화하기 위하여 검출 회로의 입력단을 차동 형태로 구성하는 방법을 모색하였으며 기존의 단일 입력 형태 검출회로와 시물레이션 결과를 비교, 분석하였다[2, 3],
  • 아래 장에서는 이렇게 고정패턴잡음을 개선하기 위해서 제안한 차동 입력방식의 검출회로에 대한 구성 및 설계 방법에 대해서 알아보았다.

가설 설정

  • 고정패턴잡음 감쇠효과를 확인하기 위하여 위에서 설명한 적분기를 바탕으로 림 5>와 같이 10개의 셀과 적분기를 구성하였으며 3번 셀과 7번 셀의 볼로미터 센서 셀은 1%의 고정패턴잡음을 가지고 있다고 가정하였다.
  • Full chip을 시물레이션 하기 위해서, 우리는 볼로미터 센서에 입사되는 적외선 에너지가 센서의 오른쪽과 아래로 갈수록 온도가 2.5℃씩 감소하도록 입사된다고 가정하였다.<그림 9>는 시물레이션 결과로서 시간에 따른 출력 신호의 전압을 나타낸 것이다.
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