基于CdZnTe像素陣列輻射探測器的信號讀出電路研究
發(fā)布時間:2021-02-03 13:32
作為Ⅱ-Ⅵ化合物半導體材料的典型代表,CdZnTe晶體由于其高電阻率、高原子序數(shù)以及室溫下優(yōu)異的能量分辨率性能,在核輻射能譜檢測和成像探測領域引起了國內外研究機構廣泛的關注,被廣泛應用于核物理診斷、核醫(yī)學成像、天體物理等相關研究領域。首先,本文分析并總結了目前國內外CdZnTe探測器的研究現(xiàn)狀,并對CdZnTe像素陣列探測器的工作原理和探測系統(tǒng)進行了簡單的介紹,引出了探測器信號讀出電子學系統(tǒng),確定了本文的主要研究工作。其次,對探測系統(tǒng)前端電子學電路的信號特點展開研究。由于探測器輸出瞬時微弱脈沖電信號,時間極短,因此本文對前置放大器的基本原理進行了介紹。結合實際CdZnTe探測器輸出信號的特點,設計并制備了適用于面元像素CdZnTe探測器的電荷靈敏前置放大電路,該放大器對于傳統(tǒng)電荷靈敏前置放大器靈敏度更高,同時在不改變反饋電阻和反饋電容的情況下可以改變輸出信號的衰減時間常數(shù)。通過搭建實驗平臺,分析得出所設計的電荷靈敏前置放大器輸出信號上升時間約為10ns,下降時間約為150μs。通過與A250和142A兩款電荷靈敏前置放大器對比分析得出,本文所設計的電荷靈敏前置放大器有一定的應用前景。然...
【文章來源】:重慶郵電大學重慶市
【文章頁數(shù)】:84 頁
【學位級別】:碩士
【部分圖文】:
Michigan大學制作的CdZnTe探測器
研制出的 CdZnTe 探測器的能譜分辨率達到 0.51%,如圖 1.1 Michigan 大學制作的 CdZnTe 探測器哈佛史密森尼天體物理研究中心運用IDEAS - XAIM3.2 128×128 像素的 CdZnTe 探測器系統(tǒng),在 NASA 的 EX得了優(yōu)異的成績,其能量分辨率約為 5%[8],如圖 1.2 所
大學碩士學位論文 第 2 章 CdZnTe 像素陣列輻射探測器電極之間會出現(xiàn)“小像素效應”。當像素電極的大小選擇合適此類型結構的探測器擁有單極性特性。當載流子在探測器內部產生運上都會產生微弱的電荷信號。每個像素電極上都有一個獨立的信號通道上都具有良好的信噪比。正是由于以上特點,才使得像素陣列探測能譜性能,擁有優(yōu)異的空間分辨率和比較高的探測效率,像素陣列探世界各國科研人員研究的熱點。測器的等效電路模型nTe 像素陣列輻射探測器的等效電容模型可以用圖 2.3 表示[34]。
【參考文獻】:
期刊論文
[1]High-resolution pixelated CdZnTe detector prototype system for solar hard X-ray imager[J]. Shen Wang,Jian-Hua Guo,Yan Zhang,Wei Chen. Nuclear Science and Techniques. 2019(03)
[2]碲鋅鎘晶體表面磨拋方法研究[J]. 程雨,李春領,肖鈺. 紅外. 2018(11)
[3]雙層并聯(lián)碲鋅鎘探測器制備及性能測試[J]. 席發(fā)元,宋鳳軍. 強激光與粒子束. 2018(09)
[4]Measurement of air kerma rate and ambient dose equivalent rate using the G(E) function with hemispherical CdZnTe detector[J]. Ping Huang. Nuclear Science and Techniques. 2018(03)
[5]CdZnTe晶體熱激電流譜分析[J]. 符旭,王方寶,徐凌燕,徐亞東,介萬奇. 光譜學與光譜分析. 2018(02)
[6]疊層碲鋅鎘探測器制備及γ能譜特性測試[J]. 席發(fā)元,宋鳳軍. 強激光與粒子束. 2018(03)
[7]多通道低噪聲前置放大器設計[J]. 賈振華,千奕,蒲天磊,張新,牛曉陽,蘇弘. 核電子學與探測技術. 2018(01)
[8]NEMA NU1-2007標準對基于碲鋅鎘探測器SPECT性能測試的適用性[J]. 馮健. 中國醫(yī)學裝備. 2017(11)
[9]基于CdZnTe探測器的核素探針探頭的研制[J]. 楊莉,李三剛,丁葉,胡傳皓,盛磊,卿松,邵洋. 核電子學與探測技術. 2017(10)
[10]CdZnTe像素探測器的電輸運性能[J]. 南瑞華,王朋飛,堅增運,李曉娟. 物理學報. 2017(20)
碩士論文
[1]碲鋅鎘像素陣列核探測器研究分析[D]. 蔣建.重慶大學 2012
[2]碲鋅鎘探測器的制備及性能研究[D]. 韋永林.四川大學 2005
本文編號:3016588
【文章來源】:重慶郵電大學重慶市
【文章頁數(shù)】:84 頁
【學位級別】:碩士
【部分圖文】:
Michigan大學制作的CdZnTe探測器
研制出的 CdZnTe 探測器的能譜分辨率達到 0.51%,如圖 1.1 Michigan 大學制作的 CdZnTe 探測器哈佛史密森尼天體物理研究中心運用IDEAS - XAIM3.2 128×128 像素的 CdZnTe 探測器系統(tǒng),在 NASA 的 EX得了優(yōu)異的成績,其能量分辨率約為 5%[8],如圖 1.2 所
大學碩士學位論文 第 2 章 CdZnTe 像素陣列輻射探測器電極之間會出現(xiàn)“小像素效應”。當像素電極的大小選擇合適此類型結構的探測器擁有單極性特性。當載流子在探測器內部產生運上都會產生微弱的電荷信號。每個像素電極上都有一個獨立的信號通道上都具有良好的信噪比。正是由于以上特點,才使得像素陣列探測能譜性能,擁有優(yōu)異的空間分辨率和比較高的探測效率,像素陣列探世界各國科研人員研究的熱點。測器的等效電路模型nTe 像素陣列輻射探測器的等效電容模型可以用圖 2.3 表示[34]。
【參考文獻】:
期刊論文
[1]High-resolution pixelated CdZnTe detector prototype system for solar hard X-ray imager[J]. Shen Wang,Jian-Hua Guo,Yan Zhang,Wei Chen. Nuclear Science and Techniques. 2019(03)
[2]碲鋅鎘晶體表面磨拋方法研究[J]. 程雨,李春領,肖鈺. 紅外. 2018(11)
[3]雙層并聯(lián)碲鋅鎘探測器制備及性能測試[J]. 席發(fā)元,宋鳳軍. 強激光與粒子束. 2018(09)
[4]Measurement of air kerma rate and ambient dose equivalent rate using the G(E) function with hemispherical CdZnTe detector[J]. Ping Huang. Nuclear Science and Techniques. 2018(03)
[5]CdZnTe晶體熱激電流譜分析[J]. 符旭,王方寶,徐凌燕,徐亞東,介萬奇. 光譜學與光譜分析. 2018(02)
[6]疊層碲鋅鎘探測器制備及γ能譜特性測試[J]. 席發(fā)元,宋鳳軍. 強激光與粒子束. 2018(03)
[7]多通道低噪聲前置放大器設計[J]. 賈振華,千奕,蒲天磊,張新,牛曉陽,蘇弘. 核電子學與探測技術. 2018(01)
[8]NEMA NU1-2007標準對基于碲鋅鎘探測器SPECT性能測試的適用性[J]. 馮健. 中國醫(yī)學裝備. 2017(11)
[9]基于CdZnTe探測器的核素探針探頭的研制[J]. 楊莉,李三剛,丁葉,胡傳皓,盛磊,卿松,邵洋. 核電子學與探測技術. 2017(10)
[10]CdZnTe像素探測器的電輸運性能[J]. 南瑞華,王朋飛,堅增運,李曉娟. 物理學報. 2017(20)
碩士論文
[1]碲鋅鎘像素陣列核探測器研究分析[D]. 蔣建.重慶大學 2012
[2]碲鋅鎘探測器的制備及性能研究[D]. 韋永林.四川大學 2005
本文編號:3016588
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