動態(tài)范圍是指像素單元的最大輸出信號和最小可探測信號的比值，其中最小可探測信號即使像素沒有入射光也將產(chǎn)生的信號，其單位是分貝(dB)。動態(tài)范圍作為量化紅外探測器能夠識別的光強對比度，可認(rèn)為是被探測到的最亮特征值與最暗特征值之比（如圖），即目標(biāo)最大光強的變化。提高讀出電路的動態(tài)范圍可以有效增強紅外探測器探測靈敏度。

最暗特征值圖片 最亮特征值圖片

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提高動態(tài)范圍，關(guān)鍵在于增加電路最大電荷處理量。像素單元對輸入的探測器電信號進行處理時，將接收的電荷儲存在電容上，提高電容容量和它所能處理的最大電荷量可以增大動態(tài)范圍。此外，還可通過降低噪聲，減小噪聲電子數(shù)來提高動態(tài)范圍。

動態(tài)范圍和熱靈敏度（NETD）有著明顯的關(guān)系，假設(shè)紅外探測器量子效率為80%，在一定時間對于300K的探測目標(biāo)，分別采用3～5um的中波波段和8～14um的長波波段對目標(biāo)進行探測，探測器的動態(tài)范圍與NETD的關(guān)系如下圖所示，可以看出NETD值越小，動態(tài)范圍越大。未來，高靈敏度、大動態(tài)范圍的紅外讀出電路將更易被應(yīng)用于背景光強變化較大、更復(fù)雜的場景。

圖片來源：《第三代紅外焦平面探測器讀出電路》