基于同轴型高纯锗探测器的CMOS电荷灵敏前置放大器设计

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作者 刘崭 何高魁 刘海峰 《原子能科学技术》 北大核心 2025年第3期717-724,共8页

本文设计了一款多通道低噪声的电荷灵敏前置放大器,专用于输入电容较大的同轴型高纯锗探测器。大电容探测器会带来更大的输入噪声,为保证高能量分辨率,对前端电子学的噪声性能提出了较高的标准。在多级放大器中,总噪声受第一级噪声的影... 本文设计了一款多通道低噪声的电荷灵敏前置放大器,专用于输入电容较大的同轴型高纯锗探测器。大电容探测器会带来更大的输入噪声,为保证高能量分辨率,对前端电子学的噪声性能提出了较高的标准。在多级放大器中,总噪声受第一级噪声的影响最显著。因此,输入管必须具有优异的噪声性能,通过采用优化后的噪声模型、多次仿真迭代和特殊的版图结构得到低噪声输入管。当输入管尺寸较大时,会产生栅极漏电流,漏电流会改变前置放大器输出的基准位置。本文采用了一种带漏电流补偿的反馈电阻模块,该模块消除了反馈电阻对电源、温度和工艺变化的敏感性,同时可补偿几μA的泄漏电流,且电路为自偏置,无需外部偏压设定反馈电阻阻值。此前置放大器在10 pF的探测器电容下,上升时间不超过50 ns,且无任何震荡现象。在低温下前置放大器展示出仅5.6个电子的低噪声性能,具有5 mV/fC的输出转换增益和0.15%的线性度及12.5 mW的较低静态功耗。在特定的低能量辐射检测应用中,电路性能良好。 展开更多

关键词 高纯锗探测器 电荷灵敏前置放大器 低噪声 集成电路设计

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硅光电二极管与电荷灵敏前置放大器在中微子实验中的设计应用研究 被引量：7

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作者 张志勇 刘正山 +4 位作者 程昶 李金 刘延 石峰 王子敬 《核电子学与探测技术》 CAS CSCD 北大核心 2002年第2期136-138,165,共4页

在台湾中微子实验项目先期研究中 ,用硅光电二极管测读中微子作用于 Cs I(Tl)晶体的光谱信号。

关键词 CSI(TL)晶体 硅光电二极管 电荷灵敏前置放大器 中微子实验 设计 碘化铯晶体

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低噪声电荷灵敏前置放大器的噪声分析 被引量：14

3

作者 陈波 刘松秋 +1 位作者 薛志华 赵捷 《核电子学与探测技术》 CAS CSCD 北大核心 2008年第3期612-614,626,共4页

本文从基本的噪声模型出发,对自制前置放大器进行定量的噪声分析,并与Pspice仿真和实际测量的结果进行比较。给出等效输出噪声谱、等效噪声电荷、噪声斜率计算的实用公式,供电荷灵敏前置放大器的设计和改进使用。

关键词 噪声模型 电荷灵敏前置放大器

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基于ORCAD/PSPICE的电荷灵敏前置放大器仿真分析 被引量：6

4

作者 闫学昆 刘明健 +1 位作者 贾铭椿 龚军军 《核电子学与探测技术》 CAS CSCD 北大核心 2006年第4期500-503,共4页

使用电路仿真软件ORCAD/PSPICE,对电荷灵敏前置放大器的灵敏度、频率响应、噪声和温度效应等主要特性进行了仿真分析,仿真结果与理论结果相符合。这为分析、优化前置放大器的性能提供了一种便捷可靠的方法。

关键词 0RCAD/PSPICE 仿真 电荷灵敏前置放大器 性能分析

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Multisim仿真软件在分析电荷灵敏前置放大器中的应用 被引量：4

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作者 周超 杨彬华 +1 位作者 赵修良 尹陈艳 《核电子学与探测技术》 CAS CSCD 北大核心 2007年第3期502-506,共5页

利用电子电路仿真设计软件Multisim对核电子学中的典型电路电荷灵敏前置放大器进行了仿真测试。在结合理论分析的基础上,仿真分析了前放的一些基本特性如输出增益、输出脉冲上升时间、噪声、输入输出阻抗和带宽等,得出了与理论分析相符... 利用电子电路仿真设计软件Multisim对核电子学中的典型电路电荷灵敏前置放大器进行了仿真测试。在结合理论分析的基础上,仿真分析了前放的一些基本特性如输出增益、输出脉冲上升时间、噪声、输入输出阻抗和带宽等,得出了与理论分析相符合的结果,对理论分析有较大的帮助和参考价值。 展开更多

关键词 MULTISIM 仿真 核电子学 电荷灵敏前置放大器

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新型电荷灵敏前置放大器研制 被引量：2

6

作者 李元东 葛良全 +2 位作者 陈健 侯铁钢 邱腾 《核电子学与探测技术》 CAS 北大核心 2016年第8期804-806,841,共4页

基于Multisim软件仿真,研制了一种新型电荷灵敏前置放大器,其输入缓冲器采用JFET构成的共源共栅电路,放大级电路采用集成运算放大器。经测试,信号上升时间为85ns;当RC成形时间为10μs时,零电容噪声为970e,噪声斜率为7.40 e/p F,对^(137... 基于Multisim软件仿真,研制了一种新型电荷灵敏前置放大器,其输入缓冲器采用JFET构成的共源共栅电路,放大级电路采用集成运算放大器。经测试,信号上升时间为85ns;当RC成形时间为10μs时,零电容噪声为970e,噪声斜率为7.40 e/p F,对^(137)Cs源γ射线测量信噪比为32:1。 展开更多

关键词 电荷灵敏前置放大器 MULTISIM 仿真 共源共栅电路 集成运算放大器

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电荷灵敏前置放大器功率传递函数的计算方法研究 被引量：1

7

作者 张磊 刘国福 +1 位作者 罗晓亮 朱金涛 《核电子学与探测技术》 CAS 北大核心 2015年第6期595-598,共4页

简要阐述了电荷灵敏前置放大器功率传递函数在核电子学领域中的重要意义,针对前置放大器功率传递函数的计算方法,分别介绍了周期图法和Burg法这两种功率谱估计方法。通过实验,比较了这两种方法的优缺点,得出Burg法更适用于核信号功率谱... 简要阐述了电荷灵敏前置放大器功率传递函数在核电子学领域中的重要意义,针对前置放大器功率传递函数的计算方法,分别介绍了周期图法和Burg法这两种功率谱估计方法。通过实验,比较了这两种方法的优缺点,得出Burg法更适用于核信号功率谱的评估。 展开更多

关键词 电荷灵敏前置放大器 功率传递函数 功率谱评估 周期图法 Burg法

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电荷灵敏前置放大器的饱和问题初步探讨 被引量：1

8

作者 吴军龙 王永亮 《核电子学与探测技术》 CAS CSCD 北大核心 2013年第11期1306-1308,共3页

从电荷灵敏前置放大的工作原理入手,通过分析探测器输出等效脉冲序列特点,结合放大器实际工作物理过程,推导出电荷灵敏前置放大器的上限取值,同时给出计数率N_i与i倍的时间常数的关系及数值分析结果,为设计电荷灵敏前置放大器考虑饱和... 从电荷灵敏前置放大的工作原理入手,通过分析探测器输出等效脉冲序列特点,结合放大器实际工作物理过程,推导出电荷灵敏前置放大器的上限取值,同时给出计数率N_i与i倍的时间常数的关系及数值分析结果,为设计电荷灵敏前置放大器考虑饱和上限提供理论依据。 展开更多

关键词 电荷灵敏前置放大器 饱和 入射率

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基于orCAD的电荷灵敏前置放大器仿真设计 被引量：3

9

作者 刘良军 《核电子学与探测技术》 CAS CSCD 北大核心 2007年第3期425-427,共3页

叙述了使用orCAD软件仿真电荷灵敏前置放大器的方法,半导体辐射探测器的电荷仿真信号源的设计,讲述了一个仿真设计实例。结果说明软件仿真精度能够满足设计要求,可以代替大部分实验。

关键词 电荷灵敏前置放大器 仿真 半导体辐射探测器

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用于Si-PIN探测器的小尺寸电荷灵敏前置放大器的设计 被引量：3

10

作者 张玲玲 何资星 郭凤丽 《电子与封装》 2022年第12期67-72,共6页

设计了一种用于Si-PIN探测器的小尺寸电荷灵敏前置放大器,该放大器采用低噪声、高带宽、双通道运放芯片AD8066,简化了电路结构,减小了空间体积,实现了电荷灵敏前放与成形电路的一体化设计。经过测试发现,在室温环境下,该放大器能有效对^... 设计了一种用于Si-PIN探测器的小尺寸电荷灵敏前置放大器,该放大器采用低噪声、高带宽、双通道运放芯片AD8066,简化了电路结构,减小了空间体积,实现了电荷灵敏前放与成形电路的一体化设计。经过测试发现,在室温环境下,该放大器能有效对^(241)Am源和^(137)Cs源γ射线进行探测,其测量电子学等效输入噪声约为0.15 fC,成形时间约为2.5 s,在0.5~100 fC的动态输入电荷范围内,放大增益达24 V/pC,且稳定性良好。此外,该放大器的时间响应速度达10 ns,可应用于高计数率辐射环境下的γ射线探测。 展开更多

关键词 SI-PIN探测器 电荷灵敏前置放大器 Γ射线

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一种低噪声电荷灵敏前置放大器的研制 被引量：8

11

作者 苏杭 封常青 +4 位作者 郑其斌 朱丹阳 金西 刘树彬 安琪 《核电子学与探测技术》 CAS 北大核心 2015年第9期857-860,866,共5页

介绍了一款新型低噪声电荷灵敏前置放大器的研制。该电荷灵敏前置放大器采用新的自主设计方案,可利用计算机的USB接口直接供电,其电子学等效输入噪声约为0.08 f C,积分非线性为1.8%。该电荷灵敏前置放大器可用于小型半导体核探测谱仪的... 介绍了一款新型低噪声电荷灵敏前置放大器的研制。该电荷灵敏前置放大器采用新的自主设计方案,可利用计算机的USB接口直接供电,其电子学等效输入噪声约为0.08 f C,积分非线性为1.8%。该电荷灵敏前置放大器可用于小型半导体核探测谱仪的信号读出放大。集探测器偏置高压、低压电源、电荷灵敏前放、成形电路于一体,体积小、使用方便、噪声低。 展开更多

关键词 低噪声 电荷灵敏前置放大器 读出电路

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电荷灵敏前置放大器消除电源噪声的设计 被引量：2

12

作者 肖海军 张流强 +2 位作者 肖沙里 李先仓 黄振华 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2013年第2期190-194,共5页

在高灵敏度光电探测领域,常常采用雪崩二极管(APD)等高增益探测器,这些探测器通常需要上百伏的工作电压,因此电源噪声对探测器的性能影响很大。针对单光子探测的需要,论文提出了一种电荷灵敏前置放大器消除电源噪声的设计,通过采用匹配... 在高灵敏度光电探测领域,常常采用雪崩二极管(APD)等高增益探测器,这些探测器通常需要上百伏的工作电压,因此电源噪声对探测器的性能影响很大。针对单光子探测的需要,论文提出了一种电荷灵敏前置放大器消除电源噪声的设计,通过采用匹配的差分输入,可以有效抵消电源的共模噪声。论文首先对APD探测器在不同偏压下的结电容进行测试,然后采用可调电容对APD电容进行匹配,用MultiSim对提出的电路进行了仿真分析,最后制作实验电路进行了测试和验证。结果表明:差分输入电荷灵敏前置放大器能够有效消除电源噪声(包括低频噪声和高频噪声),实现高灵敏度的光探测。 展开更多

关键词 电荷灵敏前置放大器 APD 差分放大 MULTISIM仿真 电源噪声

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基于DMOS管的电荷灵敏前置放大器设计 被引量：3

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作者 高艳妮 苏弘 WEMBE TAFO Evariste 《核电子学与探测技术》 CAS CSCD 北大核心 2010年第1期67-70,共4页

提出了一种由DMOS场效应管构成的电荷灵敏前置放大器,可用于硅,Si(Li),CdZnTe及CsI探测器。该前置放大器采用不同于传统的阻容反馈式的电路结构,完全使用MOS管搭建,该前放的设计完成为设计实现ASIC电路准备了技术基础。由Multisi m仿真... 提出了一种由DMOS场效应管构成的电荷灵敏前置放大器,可用于硅,Si(Li),CdZnTe及CsI探测器。该前置放大器采用不同于传统的阻容反馈式的电路结构,完全使用MOS管搭建,该前放的设计完成为设计实现ASIC电路准备了技术基础。由Multisi m仿真结果看出该电荷灵敏前置放大器输出信号上升时间小于15ns,并且具有很好的稳定性。 展开更多

关键词 DMOS 电荷灵敏前置放大器 设计 仿真

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基于光电雪崩二极管电荷灵敏前置放大器的研制

14

作者 侯铁钢 李元东 +2 位作者 邱腾 陈健 陈小兰 《科技创新与应用》 2016年第30期66-68,共3页

采用交流耦合-阻容反馈式折叠型的结构,设计了一款基于光电雪崩二极管的电荷灵敏前置放大器,包括缓冲跟随器、电流型程控衰减器、高速线性放大器、程控极性转换、程控直流偏移电路、抗混叠RC电路等。经测试,该放大器的零电容噪声为2599e... 采用交流耦合-阻容反馈式折叠型的结构,设计了一款基于光电雪崩二极管的电荷灵敏前置放大器,包括缓冲跟随器、电流型程控衰减器、高速线性放大器、程控极性转换、程控直流偏移电路、抗混叠RC电路等。经测试,该放大器的零电容噪声为2599e^-,噪声斜率为24e^-/p F。 展开更多

关键词 雪崩二极管 电荷灵敏前置放大器 信噪比 灵敏度

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新型低噪声电荷灵敏前置放大器设计 被引量：2

15

作者 熊思 高超嵩 +1 位作者 黄光明 孙向明 《核电子学与探测技术》 CAS 北大核心 2020年第2期353-358,共6页

为满足Topmetal-S芯片研制需求,设计了一种低噪声电荷灵敏前置放大器。该电荷灵敏前置放大器在0.35pμm商业标准工艺上完成设计,采用单端折叠共源共栅结构,其等效输人电荷噪声约为56.47e,电荷转换增益为223.40mV/fC,上升时间为633.30ns... 为满足Topmetal-S芯片研制需求,设计了一种低噪声电荷灵敏前置放大器。该电荷灵敏前置放大器在0.35pμm商业标准工艺上完成设计,采用单端折叠共源共栅结构,其等效输人电荷噪声约为56.47e,电荷转换增益为223.40mV/fC,上升时间为633.30ns;开环增益为74.94dB,线性度在3.70%以内的输人电荷范围为0~6.50fC。 展开更多

关键词 电荷灵敏前置放大器 低噪声 TopmetalS 等效电荷噪声

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Spice法预测电荷灵敏前置放大器噪声 被引量：2

16

作者 袁国梁 杨青巍 +2 位作者 温左蔚 魏凌峰 赵丽 《核电子学与探测技术》 CAS 北大核心 2020年第3期484-487,共4页

介绍了利用电路仿真程序Spice预测电荷灵敏前置放大器噪声的方法。实验中,设计、构建了两种不同的电荷灵敏前置放大器以及成形放大电路,在不同成形时间、不同探测器电容下测量了噪声,测得的噪声与仿真的结果非常一致。测试结果表明:Spic... 介绍了利用电路仿真程序Spice预测电荷灵敏前置放大器噪声的方法。实验中,设计、构建了两种不同的电荷灵敏前置放大器以及成形放大电路,在不同成形时间、不同探测器电容下测量了噪声,测得的噪声与仿真的结果非常一致。测试结果表明:Spice法在电荷灵敏前置放大器噪声预测是可行的。 展开更多

关键词 电荷灵敏前置放大器 噪声仿真 Spice法

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用于硅多条阵列探测器的48路前置电荷灵敏放大器的研制

17

作者 王彦瑜 黄继江 +3 位作者 祁辉荣 马晓莉 徐治国 郭忠言 《核电子学与探测技术》 CAS CSCD 北大核心 2006年第5期568-571,共4页

介绍了一套用于硅多条阵列探测器中的高密度多通道电荷灵敏放大器的研制和阵列探测器电子学的发展现状和工作原理,提出了设计原则和设计思路,特别介绍了一个新开发的用于硅多条探测器中的48路电荷灵敏前置放大器的设计和实际测量结果。... 介绍了一套用于硅多条阵列探测器中的高密度多通道电荷灵敏放大器的研制和阵列探测器电子学的发展现状和工作原理,提出了设计原则和设计思路,特别介绍了一个新开发的用于硅多条探测器中的48路电荷灵敏前置放大器的设计和实际测量结果。它具有低成本、高密度的特点,好于1%的能量分辨和良好的长期稳定性。 展开更多

关键词 阵列探测器 多通道 电荷灵敏前置放大器

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多通道低噪声前置放大器设计 被引量：5

18

作者 贾振华 千奕 +3 位作者 蒲天磊 张新 牛晓阳 苏弘 《核电子学与探测技术》 CAS 北大核心 2018年第1期65-69,共5页

为满足硅微条探测器研制的需求,本文研制了一款多通道低噪声电荷灵敏前放ASIC芯片。设计完成电荷灵敏前置放大电路和极零相消电路;并分析电路的积分非线性、噪声斜率、可靠性等指标参数。该电荷灵敏前放输入动态范围20~830 f C时,等效... 为满足硅微条探测器研制的需求,本文研制了一款多通道低噪声电荷灵敏前放ASIC芯片。设计完成电荷灵敏前置放大电路和极零相消电路;并分析电路的积分非线性、噪声斜率、可靠性等指标参数。该电荷灵敏前放输入动态范围20~830 f C时,等效输入噪声为685.73+32.37 e-rms/p F。 展开更多

关键词 电荷灵敏前置放大器:低噪声 ASIC

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裂变电离室-前置放大器噪声分析及其抑制 被引量：1

19

作者 周芷千 刘丽艳 +4 位作者 高波 罗万 廖峰 张双 赵修良 《核电子学与探测技术》 CAS 北大核心 2020年第6期995-999,共5页

通过理论计算以及软件仿真的方法分析裂变电离室-前置放大器系统的噪声,分别得出了系统的等效噪声输出电压,结果对比误差较小,表明该分析结果可以作为参考噪声量。在此基础上进行实地噪声测量,对比实验测量和理论计算之间的关系得出,为... 通过理论计算以及软件仿真的方法分析裂变电离室-前置放大器系统的噪声,分别得出了系统的等效噪声输出电压,结果对比误差较小,表明该分析结果可以作为参考噪声量。在此基础上进行实地噪声测量,对比实验测量和理论计算之间的关系得出,为了更好提高信号传输的准确性需要降低系统的固有噪声,并给出了几种噪声的抑制措施。 展开更多

关键词 裂变电离室 电荷灵敏前置放大器 噪声分析 仿真

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BESⅢ CsI(Tl)晶体量能器前置放大器相对增益的测量

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作者 吕绮雯 安正华 +13 位作者 蔡啸 董明义 方建 刘福虎 宁飞鹏 孙丽君 孙希磊 王志刚 夏小米 俞伯祥 章爱武 周莉 胡涛 吕军光 《核电子学与探测技术》 CAS CSCD 北大核心 2009年第2期356-360,共5页

介绍了BESⅢ CsI(Tl)晶体量能器使用的前置放大器的相对增益和相对噪声水平的测量方法、测量系统及测量结果。

关键词 BESⅢ CsI(Tl)晶体量能器 电荷灵敏前置放大器 相对增益 相对增益的非对称性 相对噪声

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