红外读出电路中的动态范围是什么？

动态范围是指像素单元的最大输出信号和最小可探测信号的比值，其中最小可探测信号即使像素没有入射光也将产生的信号，其单位是分贝(dB)。动态范围作为量化红外探测器能够识别的光强对比度，可认为是被探测到的最亮特征值与最暗特征值之比（如图），即目标最大光强的变化。提高读出电路的动态范围可以有效增强红外探测器探测灵敏度。

最暗特征值图片                        最亮特征值图片

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提高动态范围，关键在于增加电路最大电荷处理量。像素单元对输入的探测器电信号进行处理时，将接收的电荷储存在电容上，提高电容容量和它所能处理的最大电荷量可以增大动态范围。此外，还可通过降低噪声，减小噪声电子数来提高动态范围。

动态范围和热灵敏度（NETD）有着明显的关系，假设红外探测器量子效率为80%，在一定时间对于300K的探测目标，分别采用3～5um的中波波段和8～14um的长波波段对目标进行探测，探测器的动态范围与NETD的关系如下图所示，可以看出NETD值越小，动态范围越大。未来，高灵敏度、大动态范围的红外读出电路将更易被应用于背景光强变化较大、更复杂的场景。

图片来源：《第三代红外焦平面探测器读出电路》