刘 宏，徐 乐，田 彤

(1.中国科学院 上海微系统与信息技术研究所，上海 201800；2.中国科学院大学 电子电气与通信工程学院，北京 100049)

X射线(X-Ray)成像在医学成像、工业探伤、交通安检、太空探测、生物材料科学等诸多领域都有着广泛的应用[1-3]。X射线探测系统主要由X射线源、探测器平板、前端读出电路和数据采集板等部分组成，其中电荷读出芯片是必不可少的器件。电荷读出芯片完成探测电荷到模拟电压的转换，其性能很大程度影响整个探测系统的性能。随着互补金属氧化物半导体(Complementary Metal Oxide Semiconductor，CMOS)工艺技术的发展以及应用系统集成度水平的提高，对于多通道高性能电荷读出电路的研究越来越广泛[4-10]。目前电荷读出芯片正向着多通道、全集成、高线性度、宽动态范围和低功耗的方向发展。

图1 传统的电荷读出电路结构

传统的电荷读取电路结构如图1所示，主要包括电荷灵敏放大器和采样保持电路。在多通道电荷读取电路实现中，每通道都需要单独的电荷灵敏放大器和采样保持电路，使得整体芯片的功耗无法降低[6，10]。文中创新地提出一种电荷读取电路结构，将采样保持电路集成到输出缓冲器，减少采样保持电路中运放的数量，极大地降低芯片的功耗和面积。笔者设计的多通道电荷读出芯片具有低噪声、可连续输出、失调校准及多片级联等特性。芯片集成了电荷采集放大电路、失调校准电路和输出驱动电路和数字逻辑控制电路等，具有高集成度、小尺寸、低功耗和低噪声等优势。……