辐射探测器前端电路的CMOS集成化实现

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• 作者：张雅聪陈中建张录
• 会议时间：2009-08-01
• 关键词：脉冲成形器 ; 前端电路 ; 芯片设计 ; 辐射探测器
• 作者单位：微电子器件与电路教育部重点实验室 北京大学微电子学系 北京 100871
• 母体文献：中国空间科学学会空间探测专业委员会第二十二次学术会议论文集
• 会议名称：中国空间科学学会空间探测专业委员会第二十二次学术会议
• 会议地点：大连
• 主办单位：中国空间科学学会
• 语种：chi

摘要

本文对辐射探测器前端电路的CMOS集成化实现进行了阐述。用CMOS集成电路实现辐射探测器信号的读出,可以极大地减小仪器的体积、重量,非常适合在空间探测领域应用。针对北京大学地球与空间科学学院研制的高能粒子谱仪这一具体应用,ASIC实验室正在研制与PIN探测器配套的多通道读出电路。多个试验芯片已经过流片测试,验证了电路模块和单通道读出电路的功能。读出电路的核心是电荷灵敏放大器和脉冲成形器,它决定了读出电路的噪声、增益等特性。分别在0.5μm和0.35μm CMOS工艺下设计了试验芯片,测试结果表明,等效噪声电子数可以达到600e左右(不接探测器时),增益在15mV/fC~130mV/fC、峰值时间在0.6μs~1.6μs之间分级可调。采用5V和2V两个电源,功耗约为2mW(不包括输出缓冲级)。其它功能如峰值检测保持、甄别、自触发等也经过了流片验证。