PERANCANGAN DAN PEMBUATAN LAYOUT SELEKTOR PIKSEL PADA ROIC KAMERA PENCITRA TERMAL

Undergraduate Theses from JBPTITBPP / 2009-06-11 09:28:26
Oleh : BUDI MULYANTO (NIM 13204231), Central Library Institute Technology Bandung
Dibuat : 2008, dengan 7 file

Keyword : Infra merah, Bolometer, ROIC, Selektor piksel, Analog switch

Keterbatasan mata manusia menjadi kendala untuk mengamati objek atau gejala fisik tertentu di lingkungan. Setiap benda di alam dengan temperatur tertentu memancarkan spektrum infra merah dengan puncak radiasi dan panjang gelombang tertentu. Radiasi infra merah tersebut dapat dideteksi oleh sensor infra merah, seperti bolometer yang resistansinya berubah sebanding dengan jumlah radiasi yang mengenai permukaannya. Sensor bolometer disusun secara array dan informasi dalam bentuk tegangan sebagai output bolometer dibaca oleh Read-Out Integrated Circuit (ROIC).

Pada tugas akhir ini, dilakukan perancangan dan pembuatan layout rangkaian selector piksel yang terletak pada ROIC kamera termal. Selektor piksel memilih satu dari 160 kolom untuk diaktifkan dan memilih satu dari 120 piksel dalam satu kolom yang diaktifkan tersebut untuk diambil informasi sinyal analognya dengan menggunakan MOS analog switch. Sinyal analog switch akan mengalami kerusakan akibat charge injection dan clock feedthrough yang mengakibatkan tegangan error (offset) tidak lebih dari 30 mV.

Perancangan pertama kali adalah dengan perhitungan teoritis rangkaian kemudian disimulasikan dengan S-Edit dalam bentuk gambar skematik. Teknologi yang digunakan dalam Tugas Akhir ini adalah 0.5 μm (lambda 0.25 μm), single-poly dan double-metal. Model SPICE untuk MOS yang digunakan adalah model BSIM3v3.2.4 yang diberikan oleh MIMOS. Layout rangkaian digital dirancang dengan menggunakan fasilitas Standard cell Place and Route (SPR) dari L-Edit sedangkan analog switch dibuat manual.

Glitch timbul pada output rangkaian digital selektor piksel dan tegangan error akibat charge injection dan clock-feedthrough pada simulasi analog switch setelah layout hampir sama besar (334 μV) dibandingkan dengan simulasi pra layout (312 μV). Hasil ini berada dalam target spesifikasi.