發(fā)布時(shí)間：2020-07-12 01:05

【摘要】：本文首先介紹了碲鋅鎘(CZT)探測(cè)器的工作原理,同時(shí)分析輸出信號(hào)特性和信號(hào)采集電路的組成;研究如何減小探測(cè)器的漏電流以及分布電容對(duì)讀出電路的噪聲和輸出基線的影響。在電路中,采用了漏電流補(bǔ)償電路和MOS電容和CMOS虛電阻結(jié)構(gòu);分析了前置預(yù)放大輸出的零極點(diǎn)問(wèn)題,并設(shè)計(jì)了零極點(diǎn)相消電路;通過(guò)低噪聲設(shè)計(jì)技術(shù)以及四階成形電路的整形,最終得到具有1微秒的成形時(shí)間和350納秒的達(dá)峰時(shí)間的準(zhǔn)高斯波形,讀出電路的基線穩(wěn)定在590mV。針對(duì)讀出電路適應(yīng)-40到100攝氏度的溫度環(huán)境,本文通過(guò)分析了帶隙基準(zhǔn)源的原理以及性能影響因素,設(shè)計(jì)了基于運(yùn)算放大器的帶隙基準(zhǔn)源;針對(duì)納安培的補(bǔ)償電流,通過(guò)比較幾種在穩(wěn)定性和精度方面具有較好的CMOS電流源,分別采用相反溫度系數(shù)的電流求和的補(bǔ)償方案、將具有零溫系數(shù)的電壓轉(zhuǎn)換為電流方案以及自偏置電流源,在與電源電壓無(wú)關(guān)的自偏置電流源的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了一款帶有溫度補(bǔ)償?shù)淖云秒娏髟�。針�?duì)核心電路的3V工作電壓,本文設(shè)計(jì)了一款具有130dB的電源抑制比的線性穩(wěn)壓電路,當(dāng)電源電壓大于5V時(shí),其電路可以穩(wěn)定輸出3V電壓。
【學(xué)位授予單位】：貴州大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TL81
【圖文】：

圖 1.1 像素 CZT 探測(cè)器幾何形狀示意圖器基本結(jié)構(gòu)其制備工藝相對(duì)簡(jiǎn)單。但是其目前所具有的能量拖實(shí)際應(yīng)用的青睞的主要原因。同樣，具有較差的能譜性能也是星舞臺(tái)的攔路虎。圖 1.2.1 像素陣列探測(cè)器，將晶體陰極表面切陽(yáng)極采用一個(gè)整體電極平面。因?yàn)槊恳粋�(gè)像素都具有獨(dú)立的且用于信號(hào)采集與處理的，從而可以得到噪聲性能就好可以滿足號(hào)。從而滿足實(shí)際需求對(duì)高分辨率，高探測(cè)器效率等高性能的素陣列探測(cè)器的研究已經(jīng)涉及多領(lǐng)域應(yīng)用，如：高能核輻射成核醫(yī)學(xué)正電子發(fā)射計(jì)算機(jī)斷層成像[31]、單光子計(jì)算機(jī)斷層診斷驗(yàn)中硬 X 射線區(qū)域的能譜診斷等。自 2007 年以來(lái)，各國(guó)對(duì) C逐漸傾向于電極采集，算法處理，以及對(duì)比相關(guān)信號(hào)，進(jìn)而研核輻射探測(cè)器。

貴州大學(xué)碩士學(xué)位論文第二章 CZT 探測(cè)器原理及電學(xué)等效電路測(cè)器原理線照射入粒子探測(cè)器，在偏置電壓相互作用下，晶體會(huì)通過(guò)吸收射線的部分內(nèi)部產(chǎn)生與射線成比例[14]的載流子對(duì)，其會(huì)向相對(duì)應(yīng)電極上漂移。從而形端采集電路采集過(guò)后，并輸出，其輸出幅度與入射射線能量成正比的電壓

id 漏電流：偏置電壓與 CZT 晶體等效電阻的比值。一般，探測(cè)器的輸出阻抗較大，其比與之相連的后續(xù)電路的輸入阻抗還要大很以將之看成一個(gè)電流源；所以可以將電流信號(hào)進(jìn)行積分得到輸出的電荷量；所之等效為電流源。3 探測(cè)器信號(hào)采集電路系統(tǒng)經(jīng)上述兩節(jié)分析得知，碲鋅鎘探測(cè)器的輸出信號(hào)十分微弱，并且其信噪比較差是電流脈沖，不便于后續(xù)信號(hào)處理，故采用的采集方案需要滿足 1/將探測(cè)器輸電流信號(hào)轉(zhuǎn)換為便于檢測(cè)的信號(hào)形式；2/需要克服探測(cè)器的漏電流以及探測(cè)器布電容對(duì)電路的影響；3/需要給核心功能模塊提供一個(gè)穩(wěn)定的工作電壓。如圖:在本文中采用了補(bǔ)償電流源提供一個(gè)補(bǔ)償電流經(jīng)補(bǔ)償探測(cè)器的漏電流，并且將輸出信號(hào)經(jīng)過(guò)成形電路整形處理；同時(shí)設(shè)計(jì)了一款 1.25V 的基準(zhǔn)電壓源和輸出 3穩(wěn)壓電路，使功能電路工作在穩(wěn)定的 3V 電壓下。

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本文編號(hào)：2751194