Yixian Guo - Journées VLSI-PCB-FPGA-IAOCAO IN2P3 2010 Circuit de Lecture de Photodiode pour Calibration Photométrique  Hervé Lebbolo  Yixian Guo.

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1 Yixian Guo - Journées VLSI-PCB-FPGA-IAOCAO IN2P3 2010 Circuit de Lecture de Photodiode pour Calibration Photométrique  Hervé Lebbolo  Yixian Guo

2 SkyMapper - Mapping the Southern Skies Yixian Guo - Journées VLSI-PCB-FPGA-IAOCAO IN2P3 2010  LED calibrée  Photodiode calibrée  Faisceau réfléchi

3 Read-out Chain - ULCA (Ultra Low Current Amplifier) Yixian Guo - Journées VLSI-PCB-FPGA-IAOCAO IN2P3 2010 En procès AMS CMOS 0.35µ 100p A avec polarisation 720 Hz

4 Cahier des charges  Fonctionnement avec des photodiodes de capacité ≤ 500pF  Alimentation : +/-2.5V  Bruit faible : < 175uV à la sortie de gain 32 et < 5.5uV pour gain 1 (bruit équivalant à l’entrée < 5.5fA en basse fréquence)  Transrésistance 100MΩ  1GΩ  Charge de sortie: 1k Ohm // 100pF  Linéarité < 1%  Température de fonctionnement 27°C Yixian Guo - Journées VLSI-PCB-FPGA-IAOCAO IN2P3 2010

5 TIA (Trans-Impedance Amplifier)  Réduction de bruit Yixian Guo - Journées VLSI-PCB-FPGA-IAOCAO IN2P3 2010 700u A 8u A 105u A  Haut gain

6 TIA (Trans-Impedance Amplifier)  Bande passante: 300 Hz  Phase margin: 47° Yixian Guo - Journées VLSI-PCB-FPGA-IAOCAO IN2P3 2010  Bruit intégral (de 1Hz à 1M Hz) à l’entrée: 4,4nV

7 Buffer Yixian Guo - Journées VLSI-PCB-FPGA-IAOCAO IN2P3 2010 300u A 150u A

8 Buffer  Bande passante: 10MHz  Phase margin: 65° Yixian Guo - Journées VLSI-PCB-FPGA-IAOCAO IN2P3 2010  Bruit intégral (de 1Hz à 1M Hz) à l’entrée: 5µV

9 Amplificateur gain 32 Yixian Guo - Journées VLSI-PCB-FPGA-IAOCAO IN2P3 2010 275u A 15u A 215u A 100 Ohm3.1k Ohm

10 Amplificateur gain 32 Yixian Guo - Journées VLSI-PCB-FPGA-IAOCAO IN2P3 2010  Bande passante: 300kHz  Phase margin: 55°  Bruit intégral (de 1Hz à 1M Hz) à l’entrée: 4,4µV

11 Bias Pour TIA et Gain32Pour Buffer Yixian Guo - Journées VLSI-PCB-FPGA-IAOCAO IN2P3 2010

12 Layout Yixian Guo - Journées VLSI-PCB-FPGA-IAOCAO IN2P3 2010 TIA gain32 buffer gain1 inVm tiaout f_out gain1 f_in f_out gain32 Bias _TIA Bias _buf

13 Simulation schématique vs RCX Yixian Guo - Journées VLSI-PCB-FPGA-IAOCAO IN2P3 2010

14 Conclusion  Le design satisfait le cahier des charges  Soumission juillet 2010  Démonstrateur avant la fin de l’année  Upgrade de la calibration de Megacam  Calibration photométrique LSST ? Yixian Guo - Journées VLSI-PCB-FPGA-IAOCAO IN2P3 2010