一种电荷灵敏前置放大器的设计与实现

针对传统金硅面垒α谱仪所使用的电荷灵敏前置放大器存在电路结构复杂、损坏后维修周期长的问题,基于低噪声场效应管和集成运算放大器,使用电路仿真软件,设计了针对金硅面垒半导体探测器的电荷灵敏前置放大器,简化了电路结构。对该前置放大器参数进行了理论计算和实验测试。结果表明:自制的电荷灵敏前置放大器的电荷变换增益为5×10^(12)V/C,能量变换增益为222 mV/MeV,上升时间为200 ns;将其应用于金硅面垒α谱仪之中,能够测量239Pu板状源的α能谱。

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

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。

低噪声电荷灵敏前置放大器的噪声分析

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。

基于ORCAD/PSPICE的电荷灵敏前置放大器仿真分析

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。

Multisim仿真软件在分析电荷灵敏前置放大器中的应用

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。

新型电荷灵敏前置放大器研制

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。

电荷灵敏前置放大器功率传递函数的计算方法研究

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。

硅多条阵列探测器多路电荷灵敏前置放大器研制

本文简要介绍了应用于阵列探测器特别是硅多条阵列探测器的高密度多路前置放大器和前端电子学的发展现状、工作原理、设计要求和设计思路。同时,介绍了一套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电路设计和实际测量结果,它具有低成本、高密度、好于1％的能量分辨和良好的长期稳定性。

电荷灵敏前置放大器的饱和问题初步探讨

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。

基于orCAD的电荷灵敏前置放大器仿真设计

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。

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

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。

阻容反馈式电荷灵敏前置放大器的开环增益计算

本文对分立式阻容反馈式电荷灵敏前置放大器开环增益计算过程进行了详细介绍,采用计算方法是总增益等于各级增益乘积,后一级电路的输入电阻作为前一级电路的负载电阻。其计算过程和结果对电路分析和调试具有非常重要的作用。

小尺寸电荷灵敏前置放大器

介绍了一种应用于半导体探测器的小尺寸电荷灵敏前置放大器的实例 ,并分析了测量其噪声的方法 。

一种低噪声电荷灵敏前置放大器的研制

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。

基于阻容低通反馈的电荷灵敏前置放大器的设计

传统电荷灵敏前置放大器以高阻值电阻作为低频反馈端,高阻值电阻所引入的热噪声为前置放大器噪声的主要来源。本文以N沟道结型场效应晶体管和阻容(Resistor-Capacitance,RC)电路构成低通网络代替传统高阻值反馈电阻完成了新型电荷灵敏前置放大器的研制。该电路以结型场效应晶体管和集成运算放大器构成放大电路,具有高输入阻抗及大开环增益的优点;以小容值电容构成高通回路,为电路提供高频反馈回路,同时实现核脉冲电流的积分;以RC低通网络构成直流反馈回路,为电路提供一个稳定的直流工作点,同时构成电压分压器使N沟道结型场效应管工作在正向偏置状态,实现对反馈电容中的电荷进行连续放电。相比于传统阻容反馈式电荷灵敏放大器,该电路能够有效克服大阻值反馈电阻引入的噪声,尤其适用于Si-PIN等半导体探测器。将该电荷灵敏前置放大器与BPX66型Si-PIN探测器连接,在室温下对241Am源进行测量,其能量分辨率可达到3.03%@59.5 keV。

电荷灵敏前置放大器消除电源噪声的设计

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。

基于DMOS管的电荷灵敏前置放大器设计

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。

基于光电雪崩二极管电荷灵敏前置放大器的研制

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。

用于Si-PIN探测器的小尺寸电荷灵敏前置放大器的设计

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。

新型低噪声电荷灵敏前置放大器设计

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。