基于3D Si PIN阵列热中子探测器的变增益宽动态前端读出电子学设计（英文）

作者：韩宁; 李龙; 刘新赞; 刘书焕^*; 马勇; 熊艳丽; 李炳均; 张国和; Carlo Ettore Fiorini; 陈伟

来源：原子能科学技术, 2021, 55(12): 2237-2250.

• 前端读出电路
• 宽动态范围
• 电荷灵敏前置放大器

基于Si CMOS技术的前端读出ASIC主要是根据3D Si PIN阵列热中子探测器的输出信号特性设计的。所设计的读出ASIC的主要电路模块包括电荷灵敏放大器(CSA)、模拟开关设计、具有三级电荷灵敏自动转换的自动增益控制模块(AGC)、相关双采样(CDS)和基准电流源电路。仿真结果表明,前端电路的输入动态范围为10 fC～8.0 pC。根据热中子探测器输出信号特性设计的ASIC的3个增益系数分别为1.9 V/pC、0.39 V/pC和94 mV/pC。所设计的ASIC的积分非线性小于1%。单通道静态功耗约为5.36 mW。零输入探测器电容时的等效噪声电荷为241.6e-。计数率可达1 MHz。

• 单位
  西北核技术研究所; 西安交通大学; 河北经贸大学