CN110375863A - 非制冷红外焦平面阵列探测器的信号读出电路及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例提供了一种非制冷红外焦平面阵列探测器的信号读出电路及方法，非制冷红外焦平面阵列探测器的信号读出电路包括：非制冷红外焦平面阵列、偏置电路、抵消红外敏感像元偏置电流的电流镜像电路及积分电路，其中，抵消红外敏感像元偏置电流的电流镜像电路包括场效应管M1、场效应管M2、虚设电阻及指定数量个场效应管M3，指定数量为非制冷红外焦平面阵列的列数，各场效应管M3的源极连接第一电压源。通过本方案可以提高非制冷红外焦平面阵列探测器信号读出电路的性能指标和成品率。
Description
技术领域
本发明涉及集成电路技术领域，特别是涉及一种非制冷红外焦平面阵列探测器的信号读出电路及方法。
背景技术
非制冷红外焦平面敏感像元也称为敏感微测辐射热计，能够吸收外界红外辐射并引起像元自身升温，进而引起像元内部的热敏感材料电阻值发生变化。鉴于上述性能特点，常使用由非制冷红外焦平面敏感像元组成的非制冷红外焦平面阵列进行外界红外信号检测，主要原理为：针对每个敏感像元，读取该敏感像元的输出信号(一般为输出电压)，然后通过上述输出信号与热敏感材料电阻值变化量间的量值关系，计算出该敏感像元中热敏感材料电阻值的变化量，再通过上述电阻值变化量与吸收的外界红外辐射量间的量值关系，得到该敏感像元所吸收到的外界红外辐射量。
目前，用于对非制冷红外焦平面阵列中敏感像元所吸收的红外信号进行检测的检测电路，主要由偏置电路、抵消电流电路以及积分电路组成，其中，偏置电路中包含三个场效应管、一个dummy(虚设)电阻和一个传感器电阻；抵消电流电路中包含有多个抵消子电路，其中，一个抵消子电路中包含一个场效应管和一个dummy电阻，且抵消子电路的个数与非制冷红外焦平面阵列的列数相等。
由于dummy电阻的成品率较低，当有一个dummy电阻因生产缺陷而无法使用时，包含该缺陷电阻的一整列传感器检测电路则无法正常使用，即降低了红外信号检测电路的性能指标和成品率。
发明内容
本发明实施例的目的在于提供一种非制冷红外焦平面阵列探测器的信号读出电路及方法，以提高非制冷红外焦平面阵列探测器信号读出电路的成品率。具体技术方案如下：
第一方面，本发明实施例提供了一种非制冷红外焦平面阵列探测器的信号读出电路，包括：
非制冷红外焦平面阵列，包括按行列排布的多个红外敏感像元及各红外敏感像元对应的选通开关，当选通开关闭合时，确定所述选通开关对应的红外敏感像元为待探测敏感像元；
偏置电路，用于为红外敏感像元提供恒压偏置，产生偏置电流；
电流镜像电路，用于产生抵消电流，所述抵消电流用于抵消所述红外敏感像元的偏置电流，所述电流镜像电路包括场效应管M1、场效应管M2、虚设电阻及指定数量个场效应管M3，所述指定数量为非制冷红外焦平面阵列的列数，各场效应管M3的源极连接第一电压源，所述虚设电阻与各红外敏感像元电阻具有相同的温度系数；
积分电路，用于对所述红外敏感像元的偏置电流与所述抵消电流之差进行积分，并将积分结果作为信号输出。
进一步的，所述场效应管M1为N型场效应管；所述场效应管M2为P型场效应管；所述场效应管M3为P型场效应管；
在所述电流镜像电路中，所述虚设电阻一端连接地线，另一端连接所述场效应管M1的源极；
所述场效应管M1的漏极连接所述场效应管M2的漏极；
所述场效应管M2的源极连接第二电压源，所述场效应管M2的栅极连接所述场效应管M3的栅极，所述场效应管M2的栅极与漏极短接；
所述场效应管M3的漏极作为所述电流镜像电路的抵消电流输出端，输出所述抵消电流至所述积分电路；
所述场效应管M1的栅极连接第三电压源。
进一步的，所述偏置电路包括：所述指定数量个N型场效应管M4；
各场效应管M4的栅极连接所述第三电压源；
按照所述非制冷红外焦平面阵列的列，各场效应管M4与各列选通开关一一对应，各场效应管M4的源极连接所对应列的选通开关；
各场效应管M4的漏极作为所述偏置电路的偏置电流输出端，输出所述偏置电流至所述积分电路。
进一步的，在所述电流镜像电路中，所述场效应管M2的源极输入电流与所述场效应管M3漏极输出的抵消电流具有正比关系。
进一步的，在所述电流镜像电路中，所述场效应管M2的源极与所述场效应管M3的源极连接同一个电压源。
第二方面，本发明实施例提供了一种非制冷红外焦平面阵列探测器的信号读出方法，应用于上述非制冷红外焦平面阵列探测器的信号读出电路，所述方法包括：
通过电流镜像电路，对第二电压源的输入电压进行电流镜像处理，计算得到抵消电流；
基于所述第三电压源的输入电压及非制冷红外焦平面阵列中待探测敏感像元的阻值，通过偏置电路，得到所述红外敏感像元的偏置电流；
通过积分电路，对所述红外敏感像元的偏置电流与所述抵消电流之差进行积分，并将积分结果作为信号输出。
进一步的，在所述通过积分电路，对所述红外敏感像元的偏置电流与所述抵消电流之差进行积分，并将积分结果作为信号输出之后，所述方法还包括：
根据所述信号，利用预设红外辐射确定算法，计算所述待探测敏感像元所吸收到的外界红外辐射量。
进一步的，所述根据所述信号，利用预设红外辐射确定算法，计算所述待探测敏感像元所吸收到的外界红外辐射量，包括：
根据所述信号，采用预设量值关系，计算所述待探测敏感像元的电阻值变化量，其中，所述预设量值关系为：
δVo，i，j为所述输出信号；Vfid为所述第三电压源的输入电压；Vgs，M4，i为与所述非制冷红外焦平面阵列中第i列敏感像元连接的场效应管M4栅极和源极间的电压差值；Tint为积分时间；Cint为积分电容；δRs，i，j为所述非制冷红外焦平面阵列中第i行第j列的待探测敏感像元的电阻值变化量；Rs，i，j为所述非制冷红外焦平面阵列中第i行第j列的待探测敏感像元未受到辐射信号时的电阻值；
根据所述待探测敏感像元的电阻值变化量，利用预设电阻红外辐射对应关系，得到所述待探测敏感像元所吸收到的外界红外辐射量。
进一步的，所述通过电流镜像电路，对输入电压进行电流镜像处理，计算得到抵消电流和镜像电路输出电压，包括：
利用所述电流镜像电路的电流镜像处理，通过第一电压电流换算公式，得到抵消电流，其中，所述第一电压电流换算公式为：
IRd，i＝K*(Vfid-Vgs，M1)/Rd，chip
IRd，i为所述抵消电流；Vfid为所述第三电压源的输入电压；Vgs，M1为场效应管M1栅极和源极间的电压差值；Rd，chip为虚设电阻；K为镜像比例系数。
进一步的，所述基于所述第三电压源的输入电压及非制冷红外焦平面阵列中待探测敏感像元的阻值，通过偏置电路，得到所述红外敏感像元的偏置电流，包括：
基于所述第三电压源的输入电压，通过偏置电路，得到非制冷红外焦平面阵列中待探测敏感像元的偏置电压；
根据所述偏置电压及所述待探测敏感像元的阻值，通过第二电压电流换算公式，计算得到所述待探测敏感像元的偏置电流，其中，第二电压电流换算公式为：
IRs，i，j＝(Vfid-Vgs，M4，i)/Rs，i，j
IRs，i，j为所述非制冷红外焦平面阵列中第i行第j列的待探测敏感像元的偏置电流；Vfid为所述第三电压源的输入电压；Rs，i，j为所述非制冷红外焦平面阵列中第i行第j列的待探测敏感像元的电阻值；Vgs，M4，i为与所述非制冷红外焦平面阵列中第i列敏感像元连接的场效应管M4栅极和源极间的电压差值。
本发明实施例提供的非制冷红外焦平面阵列探测器的信号读出电路及方法，包括非制冷红外焦平面阵列，用于基于第三电压源的输入电压及所述待探测敏感像元的阻值、产生偏置电流的偏置电路，用于产生抵消电流的电流镜像电路，以及用于对偏置电流与抵消电流之差进行积分、并将积分结果作为信号输出的积分电路。其中，电流镜像电路包括场效应管M1、场效应管M2、虚设电阻及与非制冷红外焦平面阵列的列数相等数目的场效应管M3。在电流镜像电路中，各场效应管M3的源极直接连接电压源，则不再针对非制冷红外焦平面阵列中每一列红外敏感像元，都需要设置一个虚设电阻，在保证读出信号正确性的基础上，有效减少了电路中虚设电阻的数量，避免了设置多个虚设电阻所带来的电路性能及成品率低的问题，提高了非制冷红外焦平面阵列探测器信号读出电路的性能指标和成品率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明一实施例提供的非制冷红外焦平面阵列探测器的信号读出电路的结构示意图；
图2为本发明另一实施例提供的非制冷红外焦平面阵列探测器的信号读出电路的结构图；
图3为现有技术的非制冷红外焦平面阵列探测器的信号读出电路的结构示意图；
图4为发明实施例提供的非制冷红外焦平面阵列探测器的信号读出方法的流程示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
为了提高非制冷红外焦平面阵列探测器信号读出电路的性能指标和成品率，本发明实施例提供了一种非制冷红外焦平面阵列探测器的信号读出电路及方法。
下面对本发明实施例所提供的非制冷红外焦平面阵列探测器信号读出电路进行介绍。
如图1，本发明实施例所提供的非制冷红外焦平面阵列探测器的信号读出电路，具体可以包括：
非制冷红外焦平面阵列101，包括按行列排布的多个红外敏感像元及各红外敏感像元对应的选通开关，当选通开关闭合时，确定选通开关对应的红外敏感像元为待探测敏感像元。
偏置电路102，用于为红外敏感像元提供恒压偏置，产生偏置电流。
本发明实施例中的非制冷红外焦平面阵列探测器的信号读出电路使用的原理为：通过对在同一电压下，由于敏感像元吸收外界红外辐射前后电阻值发生变化而引起的电流值的变化量进行积分，最终将敏感像元吸收外界红外辐射前后电阻值的变化量通过电信号的形式表征出来(输出电压)，其中，敏感像元中的电流即为偏置电流。基于第三电压源的输入电压，通过偏置电路，可以生成待探测敏感像元上的偏置电压，通过电路换算，可以得到偏置电流。
电流镜像电路103，用于产生抵消电流，抵消电流用于抵消红外敏感像元的偏置电流，电流镜像电路包括场效应管M1、场效应管M2、虚设电阻及指定数量个场效应管M3，指定数量为非制冷红外焦平面阵列的列数，各场效应管M3的源极连接第一电压源，虚设电阻与各红外敏感像元电阻具有相同的温度系数。
本实施例中的第一电压源的电压值和第三电压源的电压值为在进行非制冷红外焦平面阵列探测器的信号读出操作之前，预先分别设定好的电压值。
接收外界红外辐射后，待探测敏感像元的电阻值会发生改变，因此，在同一偏置电压下，接收外界红外辐射前后，所产生的偏置电流值并不相同。由于虚设电阻与红外敏感像元具有相同的电阻温度系数，则抵消电流镜电路所产生的抵消电流与接收外界红外辐射前，待探测敏感像元上的偏置电流值相等。
积分电路104，用于对红外敏感像元的偏置电流与抵消电流之差进行积分，并将积分结果作为信号输出。
积分电路用于对接收外界红外辐射后待探测敏感像元上的偏置电流与抵消电流镜电路产生的抵消电流之差进行积分，并将得到的积分结果作为信号输出，上述积分结果可以为电压值。
在本发明实施例提供的非制冷红外焦平面阵列探测器的信号读出电路中，包括有非制冷红外焦平面阵列101、用于为红外敏感像元提供恒压偏置，产生偏置电流的偏置电路102、用于产生抵消电流的电流镜像电路103，以及用于对红外敏感像元的偏置电流与抵消电流之差进行积分，并将积分结果作为信号输出的积分电路104。其中，电流镜像电路103包括场效应管M1、场效应管M2、虚设电阻及与非制冷红外焦平面阵列的列数相等数目的场效应管M3，在电流镜像电路103中，各场效应管M3的源极直接连接第一电压源，则不再针对非制冷红外焦平面阵列中每一列红外敏感像元，都设置一个虚设电阻，在保证读出信号正确性的基础上，有效减少了电路中虚设电阻的数量，避免了设置多个虚设电阻所带来的电路成品率低的问题，提高了非制冷红外焦平面阵列探测器信号读出电路的成品率。并且，由于电路中虚设电阻的数量减少，对于设置的一个虚设电阻，可以增大该虚设电阻的体积，可以有效减小红外敏感像元能区分的最小温差。
下面，结合图2对本发明另一实施例提供的非制冷红外焦平面阵列探测器的信号读出电路的结构图进行介绍，具体如下：
图2虚线框中按照行列分布的Rs表示非制冷红外焦平面阵列(M*N阵列)中的各红外敏感像元，上述各红外敏感像元及与其相连接的选通开关组成非制冷红外焦平面阵列，用于进行红外辐射探测。平面阵列的一列中，当某个选通开关闭合时，与该选通开关相连接的敏感像元则接入信号输出电路，此时，可以通过输出电路的输出信息确定出该敏感像元吸收外界红外辐射后电阻值的变化量，在通过电阻值变化量与红外辐射量的量值关系，可以确定出该敏感像元所吸收的外界红外辐射量。
图2中的M4用于为红外敏感像元提供恒压偏置，产生偏置电流，M4的栅极连接第三电压源。在本实施例提供的非制冷红外焦平面阵列探测器的信号读出电路中，处于第i列的敏感像元可以共用一个M4(i)(M*N的非制冷红外焦平面阵列中包含有M个M4)，当与某个敏感像元相连的选通开关闭合时，M4(i)所产生的偏置电压则施加在该敏感像元两端。
图2左侧的Rd，chip(虚设电阻)、M1及M2、M3组成电流镜像电路。其中，M3的数目与非制冷红外焦平面阵列的列数相同，Rd，chip一端连接地线，另一端连接M1的源极；M1的漏极连接M2的漏极；M1的栅极连接第三电压源；M2的源极连接第二电压源，M2的栅极连接M3的栅极，M2的栅极与漏极短接；M2与M3组成电流镜，该电流镜的作用为将M2源极输入的电流按一定比例在M3的漏极输出(作为抵消电流镜像电路的抵消电流输出端，输出抵消电流)，也就是说M2的源极输入电流与M3漏极输出的抵消电流具有正比关系，M3的源极连接第一电源线。抵消电流镜像电路中的虚设电阻与各红外敏感像元电阻具有相同的温度系数。
本实施例中的第一电压源的电压值、第二电压源的电压值及第三电压源的电压值均为在进行非制冷红外焦平面阵列探测器的信号读出操作之前，预先分别设定好的电压值。
为了提高整个非制冷红外焦平面阵列探测器的信号读出电路的成品率，可以在电流镜像电路中设置多个Rd，chip，各Rd，chip并联，并且各Rd，chip串联一个选择开关，在利用上述电路进行红外探测时，为避免Rd，chip损坏或者有缺陷，可以通过上述选择开关，从多个Rd，chip中选择完好的Rd，chip，与M1、M2及M3组成电流镜像电路。
本实施例中，针对于某一非制冷红外焦平面阵列探测器，其信号读出电路中的电流镜像电路可以只有一个，也可以有多个(即可以将非制冷红外焦平面阵列探测器中的敏感像元按列分为多个小组，每个小组对应一个电流镜像电路)。
图2中，非制冷红外焦平面阵列的一列可以连接一个积分电路，用于对偏置电流与抵消电流之差进行积分，并将积分结果作为信号输出。
每个积分电路中包含一个积分器运放、一个复位开关及一个积分电容。其中，积分器运放的负输入端分别与M4的漏极、M3的漏极连接。
按照非制冷红外焦平面阵列的列，各M4、各M3及各列红外敏感像元之间一一对应，各M4的漏极连接所对应的M3的漏极。
图3为现有技术中的非制冷红外焦平面阵列探测器的信号输出电路的结构示意图，将图2与图3相比，两方案的积分电路和偏置电路结构相同，但在本发明实施例提供的图2所示的电路结构图中，电流镜像电路包括：M1、M2、虚设电阻Rd，chip及与非制冷红外焦平面阵列的列数相等数目的M3，且M3的源极直接连接电压源；而在图3所示的电路结构图中，抵消电流电路则包括：与非制冷红外焦平面阵列的列数相等数目的Rd(虚设电阻)及与非制冷红外焦平面阵列的列数相等数目的场效应管。由此可知，在本发明实施例的结构图中，由于M3的源极直接连接第一电压源，而不再需要针对非制冷红外焦平面阵列中每一列红外敏感像元，都设置一个Rd，因此在保证读出信号正确性的基础上，有效减少了电路中虚设电阻的数量，避免了设置多个虚设电阻所带来的电路成品率低的问题，提高了非制冷红外焦平面阵列探测器信号输出电路的成品率。另外，由于非制冷红外焦平面阵列探测器的信号输出电路一般采用微机电工艺制作而成，当其中包含的虚设电阻个数较多时，电路中每个虚设电阻所占的体积就很小，而当虚设电阻体积很小时，则会导致非制冷红外焦平面阵列中敏感像元能区分的最小噪声等效温差(NETD)很大，这对非制冷红外焦平面阵列的性能来说是不利的，因此，从非制冷红外焦平面阵列性能角度考虑，本发明实施例中的电路结构图因需要的虚设电阻数量较少，因此，可以将虚设电阻的体积适当增大，以减小非制冷红外焦平面中敏感像元能区分的最小温度差。
基于同一发明构思，根据本发明上述实施例提供的非制冷红外焦平面阵列探测器的信号读出电路，相应地，本发明实施例提供了一种非制冷红外焦平面阵列探测器的信号读出方法，可应用于上述非制冷红外焦平面阵列探测器的信号读出电路中，其流程图如图4所示，具体可以包括如下步骤：
步骤401，通过电流镜像电路，对第二电压源的输入电压进行电流镜像处理，计算得到抵消电流。
进一步的，可以采用如下方法计算得到抵消电流：
利用抵消电流镜像电路的电流镜像处理，通过第一电压电流换算公式，得到抵消电流，其中，第一电压电流换算公式为：
IRd，i＝K*(Vfid-Vgs，M1)/Rd，chip
IRd，i为抵消电流；Vfid为第三电压源的输入电压；Vgs，M1为第一场效应管栅极和源极间的电压差值；Rd，chip为虚设电阻；K为镜像比例系数。
步骤402，基于第三电压源的输入电压及非制冷红外焦平面阵列中待探测敏感像元的阻值，通过偏置电路，得到红外敏感像元的偏置电流。
进一步的，可以通过如下方法得到红外敏感像元的偏置电流：
基于第三电压源的输入电压，通过偏置电路，得到非制冷红外焦平面阵列中待探测敏感像元的偏置电压；
根据偏置电压及待探测敏感像元的阻值，通过第二电压电流换算公式，计算得到红外敏感像元的偏置电流，其中，第二电压电流换算公式为：
IRs，i，j＝(Vfid-Vgs，M4，i)/Rs，i，j
IRs，i，j为非制冷红外焦平面阵列中第i行第j列的待探测敏感像元的偏置电流；Vfid为第三电压源的输入电压；Rs，i，j为非制冷红外焦平面阵列中第i行第j列的待探测敏感像元的电阻值；Vgs，M4，i为与非制冷红外焦平面阵列中第i列敏感像元连接的场效应管M4栅极和源极间的电压差值。
步骤403，通过积分电路，对红外敏感像元的偏置电流与抵消电流之差进行积分，并将积分结果作为信号输出。
进一步的，在通过积分电路，对红外敏感像元的偏置电流与抵消电流之差进行积分，并将积分结果作为信号输出之后，还可以：
根据信号，利用预设红外辐射确定算法，计算待探测敏感像元所吸收到的外界红外辐射量。
进一步的，可以根据根据信号，采用预设量值关系，计算待探测敏感像元的电阻值变化量，其中，预设量值关系为：
δVo，i，j为输出信号；Vfid为第三电压源的输入电压；Vgs，M4，i为与非制冷红外焦平面阵列中第i列敏感像元连接的场效应管M4栅极和源极间的电压差值；Tint为积分时间；Cint为积分电容；δRs，i，j为非制冷红外焦平面阵列中第i行第j列的待探测敏感像元的电阻值变化量；Rs，i，j为所述非制冷红外焦平面阵列中第i行第j列的待探测敏感像元未受到辐射信号时的电阻值；
根据待探测敏感像元的电阻值变化量，利用预设电阻红外辐射对应关系，得到待探测敏感像元所吸收到的外界红外辐射量。
在本发明实施例提供的非制冷红外焦平面阵列探测器的信号读出方法中，通过电流镜像电路，对输入电压进行电流镜像处理，计算得到抵消电流；基于第三电压源的输入电压及非制冷红外焦平面阵列中待探测敏感像元的阻值，通过偏置电路，得到红外敏感像元的偏置电流；通过积分电路，对红外敏感像元的偏置电流与抵消电流之差进行积分，并将积分结果作为信号输出。在电流镜像电路中，各场效应管M3的源极直接连接第一电压源，则不再针对非制冷红外焦平面阵列中每一列红外敏感像元，都需要设置一个虚设电阻，在保证读出信号正确性的基础上，有效减少了电路中虚设电阻的数量，避免了设置多个虚设电阻所带来的电路性能和成品率低的问题，提高了非制冷红外焦平面阵列探测器信号读出电路的性能指标和成品率。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个......”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
本说明书中的各个实施例均采用相关的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于方法实施例而言，由于其基本相似于电路实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围内。
Claims (10)
1.一种非制冷红外焦平面阵列探测器的信号读出电路，其特征在于，包括：
非制冷红外焦平面阵列，包括按行列排布的多个红外敏感像元及各红外敏感像元对应的选通开关，当选通开关闭合时，确定所述选通开关对应的红外敏感像元为待探测敏感像元；
偏置电路，用于为红外敏感像元提供恒压偏置，产生偏置电流；
电流镜像电路，用于产生抵消电流，所述抵消电流用于抵消所述红外敏感像元的偏置电流，所述电流镜像电路包括场效应管M1、场效应管M2、虚设电阻及指定数量个场效应管M3，所述指定数量为非制冷红外焦平面阵列的列数，各场效应管M3的源极连接第一电压源，所述虚设电阻与各红外敏感像元电阻具有相同的温度系数；
积分电路，用于对所述红外敏感像元的偏置电流与所述抵消电流之差进行积分，并将积分结果作为信号输出。
2.根据权利要求1所述的非制冷红外焦平面阵列探测器的信号读出电路，其特征在于，所述场效应管M1为N型场效应管；所述场效应管M2为P型场效应管；所述场效应管M3为P型场效应管；
在所述电流镜像电路中，所述虚设电阻一端连接地线，另一端连接所述场效应管M1的源极；
所述场效应管M1的漏极连接所述场效应管M2的漏极；
所述场效应管M2的源极连接第二电压源，所述场效应管M2的栅极连接所述场效应管M3的栅极，所述场效应管M2的栅极与漏极短接；
所述场效应管M3的漏极作为所述电流镜像电路的抵消电流输出端，输出所述抵消电流至所述积分电路；
所述场效应管M1的栅极连接第三电压源。
3.根据权利要求1所述的非制冷红外焦平面阵列探测器的信号读出电路，其特征在于，所述偏置电路包括：所述指定数量个N型场效应管M4；
各场效应管M4的栅极连接所述第三电压源；
按照所述非制冷红外焦平面阵列的列，各场效应管M4与各列选通开关一一对应，各场效应管M4的源极连接所对应列的选通开关；
各场效应管M4的漏极作为所述偏置电路的偏置电流输出端，输出所述偏置电流至所述积分电路。
4.根据权利要求1所述的非制冷红外焦平面阵列探测器的信号读出电路，其特征在于，在所述电流镜像电路中，所述场效应管M2的源极电流与所述场效应管M3漏极输出的抵消电流具有正比关系。
5.根据权利要求1所述的非制冷红外焦平面阵列探测器的信号读出电路，其特征在于，在所述电流镜像电路中，所述第一电压源和所述第二电压源为同一个电压源。
6.一种非制冷红外焦平面阵列探测器的信号读出方法，应用于权利要求1所述的非制冷红外焦平面阵列探测器的信号读出电路，其特征在于，所述方法包括：
通过电流镜像电路，对第二电压源的输入电压进行电流镜像处理，计算得到抵消电流；
基于第三电压源的输入电压及非制冷红外焦平面阵列中待探测敏感像元的阻值，通过偏置电路，得到所述红外敏感像元的偏置电流；
通过积分电路，对所述红外敏感像元的偏置电流与所述抵消电流之差进行积分，并将积分结果作为信号输出。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，在所述通过积分电路，对所述红外敏感像元的偏置电流与所述抵消电流之差进行积分，并将积分结果作为信号输出之后，所述方法还包括：
根据所述信号，利用预设红外辐射确定算法，计算所述待探测敏感像元所吸收到的外界红外辐射量。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述根据所述信号，利用预设红外辐射确定算法，计算所述待探测敏感像元所吸收到的外界红外辐射量，包括：
根据所述信号，采用预设量值关系，计算所述待探测敏感像元的电阻值变化量，其中，所述预设量值关系为：
δVo，i，j为所述输出信号；Vfid为所述第三电压源的输入电压；Vgs，M4，i为与所述非制冷红外焦平面阵列中第i列敏感像元连接的场效应管M4栅极和源极间的电压差值；Tint为积分时间；Cint为积分电容；δRs，i，j为所述非制冷红外焦平面阵列中第i行第j列的待探测敏感像元的电阻值变化量；Rs，i，j为所述非制冷红外焦平面阵列中第i行第j列的待探测敏感像元未受到辐射信号时的电阻值；
根据所述待探测敏感像元的电阻值变化量，利用预设电阻红外辐射对应关系，得到所述待探测敏感像元所吸收到的外界红外辐射量。
9.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述通过电流镜像电路，对输入电压进行电流镜像处理，计算得到抵消电流，包括：
利用所述电流镜像电路的电流镜像处理，通过第一电压电流换算公式，得到抵消电流，其中，所述第一电压电流换算公式为：
IRd，i＝K*(Vfid-Vgs，M1)/Rd，chip
IRd，i为所述抵消电流，Vfid为所述第三电压源的输入电压，Vgs，M1为场效应管M1栅极和源极间的电压差值，Rd，chip为虚设电阻，K为镜像比例系数。
10.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述基于所述第三电压源的输入电压及非制冷红外焦平面阵列中待探测敏感像元的阻值，通过偏置电路，得到偏置电流，包括：
基于所述第三电压源的输入电压，通过偏置电路，得到非制冷红外焦平面阵列中待探测敏感像元的偏置电压；
根据所述偏置电压及所述待探测敏感像元的阻值，通过第二电压电流换算公式，计算得到所述待探测敏感像元的偏置电流，其中，第二电压电流换算公式为：
IRs，i，j＝(Vfid-Vgs，M4，i)/Rs，i，j
IRs，i，j为所述非制冷红外焦平面阵列中第i行第j列的待探测敏感像元的偏置电流，Vfid为第三电压源的输入电压，Rs，i，j为所述非制冷红外焦平面阵列中第i行第j列的待探测敏感像元的电阻值，Vgs，M4，i为与所述非制冷红外焦平面阵列中第i列敏感像元连接的场效应管M4栅极和源极间的电压差值。
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