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双环型游标时间—数字变换专用集成电路的设计
被引量:
2
1
作者
陈晗
赵雷
+4 位作者
秦家军
李荘
蔡永康
郭东磊
安琪
《原子能科学技术》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023年第2期362-371,共10页
低增益雪崩探测器(low-gain avalanche detector, LGAD)是一种硅基半导体探测器,其同时具有高时间精度和高空间分辨能力。由于LGAD的通道密度高,需通过高颗粒度的专用集成电路(application specific integrated circuit, ASIC)完成其高...
低增益雪崩探测器(low-gain avalanche detector, LGAD)是一种硅基半导体探测器,其同时具有高时间精度和高空间分辨能力。由于LGAD的通道密度高,需通过高颗粒度的专用集成电路(application specific integrated circuit, ASIC)完成其高时间精度的读出,该ASIC需包含放大、甄别和时间-数字变换(time-to-digital conversion, TDC)功能。针对LGAD的高精度时间测量需求,本文进行了TDC电路的原型设计与测试验证。该TDC采用游标型的时间量化原理,结合双环型结构与延时差锁定,实现粗细结合的时间测量方式,兼顾了量化步长、电路面积、测量范围和转换时间。测试结果表明,该TDC实现了低于20 ps的最小量化步长和好于10 ps的时间精度。
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关键词
lgad
高精度时间测量
时间-数字变换
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职称材料
用于高粒度时间分辨探测器系统上的低增益雪崩探测器原型的抗辐照性能表征
被引量:
1
2
作者
杨霄
马阔
+1 位作者
郑祥轩
刘衍文
《中国科学技术大学学报》
CAS
CSCD
北大核心
2022年第1期21-26,I0003,共7页
高粒度时间分辨探测器(HGTD)是ATLAS实验Ⅱ期升级的关键项目.为了应对极高的粒子径迹堆积带来的挑战(每次束流交叉对应的质子-质子对撞数的平均值可高达200),合作组计划通过精确测量粒子径迹的时间信息(径迹时间分辨可达30 ps),使得实...
高粒度时间分辨探测器(HGTD)是ATLAS实验Ⅱ期升级的关键项目.为了应对极高的粒子径迹堆积带来的挑战(每次束流交叉对应的质子-质子对撞数的平均值可高达200),合作组计划通过精确测量粒子径迹的时间信息(径迹时间分辨可达30 ps),使得实验能够在"4维"空间中进行粒子径迹到作用顶点的关联.升级项目的传感器选择了可以提供所需的时间分辨率和良好的信噪比的低增益雪崩探测器(LGAD)技术.日本滨松公司(HPK)生产了厚度为35μm和50μm的LGAD原型.中国科学技术大学(USTC)也与中国科学院微电子研究所(IME)合作研发了厚度50μm的LGADs原型.为了评估器件抗辐照性能,样品在JSI反应堆设施中接受了不同剂量的中子辐照,并在USTC进行了测试.通过测量室温(20℃)或-30℃下的电流电压和电容电压曲线测量,对增益层和硅基体损伤的中子辐照效应进行了表征评估.进一步处理提取了不同辐照剂量下的击穿电压和耗尽电压,并呈现为通量的函数,最终对比了不同样品的抗辐照性能参数c系数和α系数.对辐照模型的最终拟合得到的c系数值为HPK-1.2:3.06×10^(-16)cm^(-2),HPK-3.2:3.89×10^(-16)cm^(-2)以及USTC-1.1-W8:4.12×10^(-16)cm^(-2).结果显示HPK-1.2的增益层抗辐照性能最好.此外本文还提出了一种新的方法,进一步从数据中提取了c系数与初始掺杂浓度的关系.
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关键词
低增益时间雪崩探测器
高粒度时间分辨探测器
时间分辨探测器
硅探测
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职称材料
题名
双环型游标时间—数字变换专用集成电路的设计
被引量:
2
1
作者
陈晗
赵雷
秦家军
李荘
蔡永康
郭东磊
安琪
机构
中国科学技术大学核探测与核电子学国家重点实验室
中国科学技术大学近代物理系
出处
《原子能科学技术》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023年第2期362-371,共10页
基金
国家自然科学基金(11722545)
中国科学院青年创新促进会资助。
文摘
低增益雪崩探测器(low-gain avalanche detector, LGAD)是一种硅基半导体探测器,其同时具有高时间精度和高空间分辨能力。由于LGAD的通道密度高,需通过高颗粒度的专用集成电路(application specific integrated circuit, ASIC)完成其高时间精度的读出,该ASIC需包含放大、甄别和时间-数字变换(time-to-digital conversion, TDC)功能。针对LGAD的高精度时间测量需求,本文进行了TDC电路的原型设计与测试验证。该TDC采用游标型的时间量化原理,结合双环型结构与延时差锁定,实现粗细结合的时间测量方式,兼顾了量化步长、电路面积、测量范围和转换时间。测试结果表明,该TDC实现了低于20 ps的最小量化步长和好于10 ps的时间精度。
关键词
lgad
高精度时间测量
时间-数字变换
Keywords
lgad
high precision time measurement
time-to-digital conversion
分类号
TL82 [核科学技术—核技术及应用]
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职称材料
题名
用于高粒度时间分辨探测器系统上的低增益雪崩探测器原型的抗辐照性能表征
被引量:
1
2
作者
杨霄
马阔
郑祥轩
刘衍文
机构
中国科学技术大学近代物理系
核探测与核电子学国家重点实验室
出处
《中国科学技术大学学报》
CAS
CSCD
北大核心
2022年第1期21-26,I0003,共7页
基金
supported by the Fundamental Research Funds for the Central Universities of China(WK2030040100)
the National Natural Science Foundation of China(11961141014)
the Chinese Academy of Sciences(GJJSTD20200008)。
文摘
高粒度时间分辨探测器(HGTD)是ATLAS实验Ⅱ期升级的关键项目.为了应对极高的粒子径迹堆积带来的挑战(每次束流交叉对应的质子-质子对撞数的平均值可高达200),合作组计划通过精确测量粒子径迹的时间信息(径迹时间分辨可达30 ps),使得实验能够在"4维"空间中进行粒子径迹到作用顶点的关联.升级项目的传感器选择了可以提供所需的时间分辨率和良好的信噪比的低增益雪崩探测器(LGAD)技术.日本滨松公司(HPK)生产了厚度为35μm和50μm的LGAD原型.中国科学技术大学(USTC)也与中国科学院微电子研究所(IME)合作研发了厚度50μm的LGADs原型.为了评估器件抗辐照性能,样品在JSI反应堆设施中接受了不同剂量的中子辐照,并在USTC进行了测试.通过测量室温(20℃)或-30℃下的电流电压和电容电压曲线测量,对增益层和硅基体损伤的中子辐照效应进行了表征评估.进一步处理提取了不同辐照剂量下的击穿电压和耗尽电压,并呈现为通量的函数,最终对比了不同样品的抗辐照性能参数c系数和α系数.对辐照模型的最终拟合得到的c系数值为HPK-1.2:3.06×10^(-16)cm^(-2),HPK-3.2:3.89×10^(-16)cm^(-2)以及USTC-1.1-W8:4.12×10^(-16)cm^(-2).结果显示HPK-1.2的增益层抗辐照性能最好.此外本文还提出了一种新的方法,进一步从数据中提取了c系数与初始掺杂浓度的关系.
关键词
低增益时间雪崩探测器
高粒度时间分辨探测器
时间分辨探测器
硅探测
Keywords
lgad
HGTD
timing detector
silicon detectors
分类号
TL814 [核科学技术—核技术及应用]
下载PDF
职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
双环型游标时间—数字变换专用集成电路的设计
陈晗
赵雷
秦家军
李荘
蔡永康
郭东磊
安琪
《原子能科学技术》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023
2
下载PDF
职称材料
2
用于高粒度时间分辨探测器系统上的低增益雪崩探测器原型的抗辐照性能表征
杨霄
马阔
郑祥轩
刘衍文
《中国科学技术大学学报》
CAS
CSCD
北大核心
2022
1
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职称材料
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