详细介绍
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散粒噪声是指由于电子的随机到达而引起器件中电流的随机波动。因此,散粒噪声与流过器件的电流大小相关,并且服从泊松分布。散粒噪声与热噪声相区别,热噪声在没有任何电压或平均电流的条件下同样存在,而散粒噪声在没有电流条件下不存在。像素的散粒噪声与像素中的电流相关,包括光电流、暗电流。其计算公式如下:
光电流散粒噪声与照度有关,很难消除。与暗电流有关的散粒噪声可以通过改变掺杂浓度减小暗电流,但这会降低量子效率。在本电路中,In=100 fA,Is=20 pA,Tint=20 μs,C int =2 fF,则Vdarkn=0.28 mV,Vsn=4 mV。
3.2 读出电路噪声
闪烁噪声也称为1/f 噪声。在半导体材料中,晶体缺陷和杂质的存在会产生陷阱, 陷阱随机捕获或释放载流子形成闪烁噪声。在读出电路中,CTIA 放大器是闪烁噪声的主要来源。
CTIA 读出噪声与输入端电容Cin=Cpd、反馈电容Cfb,以及负载电容CL的设计均有关,其小信号噪声模型如图4 所示。
图4 CTIA 放大器噪声模型
噪声电压为
在本电路中,Cfb=2 fF,Cpd=1.3 pF,CL=1 pf,α=1.5,T=300 K,则Vn=2 mV。