用于硅漂移探测器读出的低噪声前放ASIC芯片研制

1

作者 刘灿文 邓智 +1 位作者 叶祥柯 李政 《核电子学与探测技术》 北大核心 2025年第4期441-446,共6页

本文介绍了一款用于硅漂移探测器(Silicon Drift Detector,SDD)的低噪声CMOS前放ASIC的设计和测试情况。本文通过原理图仿真确定了前放输入晶体管的尺寸和电流,并对前放结构和相关晶体管尺寸进行了优化;通过版图后仿真保证了实际芯片性... 本文介绍了一款用于硅漂移探测器(Silicon Drift Detector,SDD)的低噪声CMOS前放ASIC的设计和测试情况。本文通过原理图仿真确定了前放输入晶体管的尺寸和电流,并对前放结构和相关晶体管尺寸进行了优化;通过版图后仿真保证了实际芯片性能和仿真性能的一致性。最终芯片核心电路的版图尺寸为770μm×580μm。仿真输出波形上升时间约为50 ns,探测器漏电流为0.2 pA,达峰时间为12μs时的等效噪声电荷(Equivalent Noise Charge,ENC)约为4.8 e^(-)@20℃。对前放芯片进行了纯电子学测试,实际测得芯片输出波形上升时间约为60 ns,12μs达峰时间时ENC约为5.3 e^(-)@20℃。连SDD进行了^(55) Fe Mn-Kα能谱测试,在温度为-80℃,探测器漏电流为0.005 pA,采用数字梯形滤波电路上升时间为20μs时,测得5.9 keV能峰的能量分辨率半高宽为149.9 eV。 展开更多

关键词 电荷灵敏前放 低噪声 ASIC 硅漂移探测器

在线阅读 下载PDF 职称材料

硅漂移探测器的制作工艺及特性研究 被引量：6

2

作者 吴广国 黄勇 +7 位作者 贾彬 曹学蕾 孟祥承 王焕玉 李秀芝 梁琨 杨茹 韩德俊 《核电子学与探测技术》 CAS CSCD 北大核心 2009年第2期436-441,共6页

采用双面并行的平面工艺研制出了有源区面积5mm2的硅漂移探测器(SDD)。这种双面并行的平面工艺使得SDD绝大部分正面和背面的pn结结构能够并行完成,极大地减少了工艺步骤,降低了器件制作的难度。对研制的SDD的漏电流、电势分布、光电子... 采用双面并行的平面工艺研制出了有源区面积5mm2的硅漂移探测器(SDD)。这种双面并行的平面工艺使得SDD绝大部分正面和背面的pn结结构能够并行完成,极大地减少了工艺步骤,降低了器件制作的难度。对研制的SDD的漏电流、电势分布、光电子的漂移特性等进行了测量和分析,对238Puα射线源的能谱进行了测量,对正常工作状态下出现的悬空阳极电位进行了分析和讨论。报道了利用阳极漏电流、光电子漂移特性、悬空阳极电位对SDD芯片进行中测和封装前快速筛选的方法。 展开更多

关键词 硅漂移探测器 制作工艺 光响应度 漂移特性 悬空阳极电位

在线阅读 下载PDF 职称材料

EAST全超导托卡马克上硅漂移探测器软X射线能谱诊断 被引量：3

3

作者 许平 林士耀 +6 位作者 胡立群 张继宗 段艳敏 钟国强 卢洪伟 陈开云 无 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第6期757-763,共7页

采用性能优越的15道硅漂移探测器(SDD)阵列,在EAST全超导托卡马克上建立了1套较为完善的软X射线能谱诊断系统,用以测量等离子体在软X射线辐射能段(1～20keV)的能谱。该诊断系统的观测范围基本覆盖了整个等离子体空间,因此,可满足EAST不... 采用性能优越的15道硅漂移探测器(SDD)阵列,在EAST全超导托卡马克上建立了1套较为完善的软X射线能谱诊断系统,用以测量等离子体在软X射线辐射能段(1～20keV)的能谱。该诊断系统的观测范围基本覆盖了整个等离子体空间,因此,可满足EAST不同放电位形下电子温度测量的要求。利用该诊断系统,可获得时间分辨达50ms、空间分辨约为7cm的电子温度剖面。通过对比发现,由该诊断系统所得到的电子温度与其它电子温度诊断系统所测量的电子温度基本一致。此外,该诊断系统还可监测在软X射线能量范围内出现的一些金属杂质的特征线辐射。 展开更多

关键词 EAST托卡马克 电子温度 软X射线能谱 硅漂移探测器

在线阅读 下载PDF 职称材料

电子照射对硅漂移探测器性能的影响 被引量：2

4

作者 张斌全 韦飞 +1 位作者 冷双 王世金 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第2期235-238,共4页

由于高能电子辐射的长期照射,新一代太阳X射线探测器硅漂移传感器的探测性能可能发生变化.通过用电子放射源模拟空间电子对硅漂移探测器进行辐射照射试验,以测试电子照射对传感器能量分辨率、效率、信号幅度等性能的影响.试验结果表明,... 由于高能电子辐射的长期照射,新一代太阳X射线探测器硅漂移传感器的探测性能可能发生变化.通过用电子放射源模拟空间电子对硅漂移探测器进行辐射照射试验,以测试电子照射对传感器能量分辨率、效率、信号幅度等性能的影响.试验结果表明,长期的电子照射造成硅漂移探测器面损伤和体损伤,使其漏电流增大,信号幅度减小,能量分辨率也受到照射的影响,而探测效率未发生变化. 展开更多

关键词 太阳X射线 硅漂移探测器 电子 照射

在线阅读 下载PDF 职称材料

硅漂移探测器用于X射线标识谱与吸收实验 被引量：2

5

作者 冉书能 贾春燕 吴思诚 《物理实验》 2016年第10期8-10,共3页

利用硅漂移探测器测量不同元素的标识X射线,验证莫塞莱定律,计算屏蔽系数并解释其变化规律.利用不同厚度的镍吸收片做铜的标识X射线吸收,结果表明:单色化铜的标识X射线所需镍片的最佳厚度约为20μm.

关键词 硅漂移探测器 X射线标识谱 屏蔽系数 能量分辨率

在线阅读 下载PDF 职称材料

硅漂移(SDD)阵列探测器X射线能谱测量诊断 被引量：6

6

作者 杨进蔚 张炜 +1 位作者 宋先瑛 李旭 《核电子学与探测技术》 CAS CSCD 北大核心 2004年第4期331-334,共4页

采用最新的SDD探测器阵列测量HL-2A托卡马克等离子体软X射线(1～20keV)辐射的能谱,获得电子温度、Zeff、重金属杂质含量绝对值及其时、空分布。由于SDD探测器较之传统的Si(Li)探测器有体积小、计数率高(≥106/s),能量分辨和量子效率高,... 采用最新的SDD探测器阵列测量HL-2A托卡马克等离子体软X射线(1～20keV)辐射的能谱,获得电子温度、Zeff、重金属杂质含量绝对值及其时、空分布。由于SDD探测器较之传统的Si(Li)探测器有体积小、计数率高(≥106/s),能量分辨和量子效率高,不需液氮冷却的特点,并采用高速ADC和海量缓存器,电子温度测量的时、空分辨能力接近汤姆逊散射和ECE等方法,而测量精确度、使用寿命、造价、抗干扰能力、适应性等方面优于后者,且信息获取量大,可获得多种等离子体参数而备受重视,是一种最先进的诊断手段。 展开更多

关键词 硅漂移探测器 软X射线能谱 电子温度 磁约束聚变装置

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于SDD与DPP的X荧光分析及其在光伏硅杂质元素分析中的应用 被引量：6

7

作者 宁方敏 徐建元 +2 位作者 谭继廉 徐惠忠 田宇紘 《核电子学与探测技术》 CAS CSCD 北大核心 2010年第12期1637-1640,共4页

采用硅漂移探测器(SDD)和DPP数字脉冲处理器(DPP)相结合,以及双靶X光管激发系统的X荧光分析方法,测定了光伏硅中杂质元素的含量,并采用不同含量的国家标准物质元素,对其最低检测限、精密度、准确度、稳定性等进行了实验,以检验所研制设... 采用硅漂移探测器(SDD)和DPP数字脉冲处理器(DPP)相结合,以及双靶X光管激发系统的X荧光分析方法,测定了光伏硅中杂质元素的含量,并采用不同含量的国家标准物质元素,对其最低检测限、精密度、准确度、稳定性等进行了实验,以检验所研制设备及所建立方法的可行性和实用性。研究结果表明,运用该设备及方法所测得的数据,可满足欧盟ARTIST计划和美国太阳能工业协会对光伏硅中杂质元素的限制要求。 展开更多

关键词 X荧光分析 SDD硅漂移探测器 DPP数字脉冲处理器 光伏硅 杂质 元素分析

在线阅读 下载PDF 职称材料

SDD-EDXRF中FP法无标样校正钒钛铁间吸收增强效应 被引量：3

8

作者 刘敏 庹先国 +2 位作者 李哲 石睿 张金钊 《核电子学与探测技术》 CAS CSCD 北大核心 2012年第10期1192-1195,1200,共5页

依据基本参数法(FP法)无标样分析原理建立了数理模型,计算得到了模型中质量吸收系数(μ)、激发因子(E)等关键参数,并将其应用于能量色散X荧光(EDXRF)分析。实验中,对V-Ti-Fe伪三元系样品利用基于硅漂移探测器(SDD)的EDXRF测量系统(SDD-E... 依据基本参数法(FP法)无标样分析原理建立了数理模型,计算得到了模型中质量吸收系数(μ)、激发因子(E)等关键参数,并将其应用于能量色散X荧光(EDXRF)分析。实验中,对V-Ti-Fe伪三元系样品利用基于硅漂移探测器(SDD)的EDXRF测量系统(SDD-EDXRF)进行能谱测量,采用自行开发的FP法无标样分析程序,分析得到了三元系混合样品中各元素的含量。结果表明该无标样数理模型能较好地克服V-Ti-Fe元素间的吸收增强效应,方法的精密度相对标准偏差低于0.9%,测量值与实际值的最低相对误差小于1%。 展开更多

关键词 FP法 无标样 能量色散X荧光分析 硅漂移探测器 伪三元系

在线阅读 下载PDF 职称材料

FP法在SDD-EDXRF无标样分析技术中的应用研究 被引量：3

9

作者 刘敏 庹先国 +1 位作者 李哲 石睿 《核电子学与探测技术》 CAS CSCD 北大核心 2012年第9期1096-1099,1104,共5页

为实现能量色散X荧光(EDXRF)技术对元素含量的无标样分析,建立了基本参数法(FP法)数理分析模型,并计算得到了模型中质量吸收系数(μ)、激发因子(E)等关键参数。实验中,利用基于硅漂移探测器(SDD)的EDXRF测量系统(SDD-EDXRF),对Fe-Cu、Fe... 为实现能量色散X荧光(EDXRF)技术对元素含量的无标样分析,建立了基本参数法(FP法)数理分析模型,并计算得到了模型中质量吸收系数(μ)、激发因子(E)等关键参数。实验中,利用基于硅漂移探测器(SDD)的EDXRF测量系统(SDD-EDXRF),对Fe-Cu、Fe-Ti两种伪二元体系样品进行能谱测量,并采用自行开发的FP法计算程序,分析得到了混合样品中各元素含量,含量的计算值与实际值的最低相对误差小于2%,精密度相对标准偏差低于0.8%。结果表明,所建立的FP法分析模型,能较好克服元素间的吸收增强效应,可应用于SDD-EDXRF的无标样分析过程。 展开更多

关键词 能量色散X荧光分析 基本参数法 硅漂移探测器 伪二元系

在线阅读 下载PDF 职称材料

提高热场扫描电镜能谱空间分辨率的方法研究 被引量：3

10

作者 黎爽 邓平晔 《分析科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2018年第6期824-828,共5页

本文采用薄片法原理,设计出已获专利授权的新型扫描电镜载样装置,并将其安装在扫描电镜中,对分散为薄层的混合纳米材料进行元素分布测试。应用热场电镜能谱(SDD)系统具有的稳定可变束流、高计数率等优点,在相同的实验条件下与冷场扫描... 本文采用薄片法原理,设计出已获专利授权的新型扫描电镜载样装置,并将其安装在扫描电镜中,对分散为薄层的混合纳米材料进行元素分布测试。应用热场电镜能谱(SDD)系统具有的稳定可变束流、高计数率等优点,在相同的实验条件下与冷场扫描电镜能谱(Si(Li))系统进行对比。实验结果说明:较传统方法,采用新方法提升了电镜能谱的空间分辨率,而且热场优于冷场的水平,元素分布的识别效果得到显著提高,热场电镜能谱的分析领域得到完善。该方法也为应用热场电镜能谱对纳米材料进行成分分析提供了新的思路。 展开更多

关键词 能谱空间分辨率 热场发射扫描电镜 薄片法 SDD硅漂移探测器

在线阅读 下载PDF 职称材料

HL-2A装置SDD软X射线PHA阵列实验结果 被引量：2

11

作者 张轶泼 刘仪 +4 位作者 杨进蔚 宋先瑛 李旭 袁国梁 潘传红 《核聚变与等离子体物理》 CAS CSCD 北大核心 2010年第2期97-102,共6页

用软X射线脉冲高度分析(PHA)阵列系统获得了等离子体的电子温度剖面和电子速率分布的时间演化。测量结果表明,电子温度剖面在OH阶段较平缓,接近抛物线1.0×[1-(r/a)2]2分布;而在ECRH(功率0.8MW)阶段,等离子体中心(z=0)电子温度上升... 用软X射线脉冲高度分析(PHA)阵列系统获得了等离子体的电子温度剖面和电子速率分布的时间演化。测量结果表明,电子温度剖面在OH阶段较平缓,接近抛物线1.0×[1-(r/a)2]2分布;而在ECRH(功率0.8MW)阶段,等离子体中心(z=0)电子温度上升了0.6keV,边缘(z=30cm)处只上升了0.1keV,反映出ECRH功率沉积在等离子体中心区域;在ECRH期间有大量的高能电子产生,因而电子速率分布在ECRH期间显著改变;等离子体中心的高能电子的数量和能量都比等离子体边缘的增加更大,ECRH(～0.8MW)期间等离子体中心(z=0)产生的高能电子的能量可达17keV。分析表明:在ECRH(纵场Bt=1.3T)放电期间,ECRH加热效果显著,ECRH的功率主要沉积在等离子体中心附近;电子温度剖面在ECRH阶段较OH阶段峰化;ECRH期间有大量的高能电子产生,电子速率分布被改变成为非麦克斯韦分布。 展开更多

关键词 软X射线脉冲高度分析 硅漂移探测器 电子温度分布 电子速率分布 ECRH

在线阅读 下载PDF 职称材料

γ吸收法铀浓度测量装置设计 被引量：2

12

作者 吉永超 胡杰 +3 位作者 周建斌 洪旭 刘飞 方方 《核电子学与探测技术》 CAS 北大核心 2020年第5期817-821,共5页

设计加工了一套γ吸收法实验室铀浓度测量装置。该装置采用快速硅漂移探测器作为探头,^(241)Am作为放射源。通过配置浓度为10.25 g/L.50.25 g/L.90.23 g/L和124.30g/L的4组铀标准溶液,建立铀浓度工作曲线,并对系统的精密度、准确度和稳... 设计加工了一套γ吸收法实验室铀浓度测量装置。该装置采用快速硅漂移探测器作为探头,^(241)Am作为放射源。通过配置浓度为10.25 g/L.50.25 g/L.90.23 g/L和124.30g/L的4组铀标准溶液,建立铀浓度工作曲线,并对系统的精密度、准确度和稳定性进行了测试。实验测试表明:该装置可有效地避免铀溶液中裂片元素的γ射线和X射线对测量产生的影响;工作曲线的拟合线性度R^(2)=0.9996;对不同浓度铀溶液(10.25 g/L、90.23 g/L、252.796g/L)的精密度RSD分别为2.29%、0.49%.0.19%;相对误差为2.4%;连续测量10h,数据全部落在μ±3s内。 展开更多

关键词 铀浓度 快速硅漂移探测器 裂片元素

在线阅读 下载PDF 职称材料

数字多道系统设计 被引量：1

13

作者 杨光 张驰 +1 位作者 周荣 杨朝文 《核电子学与探测技术》 CAS 北大核心 2016年第11期1135-1137,共3页

为适应硅漂移探测器X射线衍射仪的需求,设计了数字多道系统。该系统采用直接采样的电路结构,不改变输入信号形状,将信号直接由模数变换器全采样后获得幅度。测试结果表明:基于直接采样电路结构的数字多道系统比传统多道系统的峰背比提升... 为适应硅漂移探测器X射线衍射仪的需求,设计了数字多道系统。该系统采用直接采样的电路结构,不改变输入信号形状,将信号直接由模数变换器全采样后获得幅度。测试结果表明:基于直接采样电路结构的数字多道系统比传统多道系统的峰背比提升了12.2%、丢数率降低了13.6%,可以满足硅漂移探测器X射线衍射仪的应用要求。 展开更多

关键词 X射线衍射仪 硅漂移探测器 数字多道系统TP 274.2

在线阅读 下载PDF 职称材料

旋转式轻元素X射线荧光光谱测量装置的设计

14

作者 贾芮 曾国强 +4 位作者 葛良全 赖茂林 罗耀耀 王尹圣 李强 《核电子学与探测技术》 CAS 北大核心 2015年第6期552-556,共5页

设计了一种旋转式轻元素X射线荧光光谱测量装置。该装置利用高性能硅漂移探测器(SDD)在真空条件下对样品中轻元素进行测量。该装置主要由真空腔和外围控制电路两部分组成:真空腔样品托盘一次可容纳10个样品,并可任意切换进行测量;外围... 设计了一种旋转式轻元素X射线荧光光谱测量装置。该装置利用高性能硅漂移探测器(SDD)在真空条件下对样品中轻元素进行测量。该装置主要由真空腔和外围控制电路两部分组成:真空腔样品托盘一次可容纳10个样品,并可任意切换进行测量;外围电路主要由主控单元、电源模块、电机驱动模块、气压模块等组成,主要实现被测样品切换、滤光片切换、气泵的开启或停止以及对气压值实时读取等功能。该装置具有体积小、成本低、测量周期短和工作效率高等特点,满足野外轻元素X射线荧光光谱测量的要求。 展开更多

关键词 硅漂移探测器(SDD) 轻元素 X射线荧光光谱仪 真空

在线阅读 下载PDF 职称材料

扫描电镜中X射线能谱仪的技术进展 被引量：12

15

作者 高尚 黄梦诗 +1 位作者 杨振英 马清 《分析科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第1期115-121,共7页

能谱仪作为扫描电镜进行成分分析的重要附件,已经得到非常广泛的应用。随着半导体技术和应用领域的拓展,近年来在能谱探测器上取得的技术进展令人鼓舞。这些进展包括硅漂移探测器的普及,大面积探测器、平插设置以及对窗口材料的改进等... 能谱仪作为扫描电镜进行成分分析的重要附件,已经得到非常广泛的应用。随着半导体技术和应用领域的拓展,近年来在能谱探测器上取得的技术进展令人鼓舞。这些进展包括硅漂移探测器的普及,大面积探测器、平插设置以及对窗口材料的改进等。本文介绍了能谱探测器的基本结构,总结了硅漂移探测器的技术进展和性能优势,以及低加速电压能谱探测技术的进展和算法在能谱技术中的应用。 展开更多

关键词 X射线能谱仪 硅漂移探测器 锂漂移硅探测器 低加速电压 多元成分分析

在线阅读 下载PDF 职称材料