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Imagerie Infra-Rouge

En imagerie il existe deux grandes familles de capteurs, les CCDs (Charge Coupled Device), et les APS (Active Pixel Sensor). Ces deux techniques reposent sur le même principe pour détecter un signal lumineux, la différence réside simplement dans la méthode de lecture. Le détecteur est vu comme une diode.
Ce travail s’inscrit dans une collaboration avec le CEA-LETI de Grenoble pour des développements en vue de l’imageur du télescope spatial SNAP. Le CEA-LETI produit le capteur infra-rouge (matrice de 36 pixels actifs de 25 µm carré entouré d’une couronne de confinement) et le service électronique prend en charge le développement de l’électronique de lecture.

L’assemblage des 2 éléments (circuit de détection et circuit de lecture) se fait par bille en indium. Le détecteur est réalisé en technologie HgCdTe, |la température nominale de fonctionnement est de 130 K. Le circuit de lecture sera à la même température. La technologie utilisée est ATMEL 0.35 µm dont les transistors ont été caractérisés par le CEA-LETI pour 2 températures (130 K et 300 K). Ce type de détecteur doit pouvoir être utilisé pour faire des images de Supernova. Le flux lumineux provoque un courant de 0.02 électrons/pixel/s et le temps de pose sera de l’ordre de 30 minutes. Les performance en bruit demandées sont de 5 électrons ramené en entrée. Deux architectures de circuits de lecture ont été étudiés pour lire le courant inverse de la diode HgCdTe : préamplificateur de charge et suiveur de tension.

Dans les deux cas, le circuit comporte :

  • Un sytème d’adressage,
  • Des interrupteurs de remise à zéro,
  • Un buffer de sortie pour les pixels actifs,
  • Un buffer de sortie pour les pixels de référence,
  • Un préamplificateur/suiveur de tension non connecté à un pixel.

Les mesures de bruit et de gain de conversion donne les résultats suivants :

Suiveur de tension
Gain 2 µV/électron 27 µV/électron
ENC 35 électrons 11 électrons