Przedstawiony układ scalony o nazwie SXDv2 jest drugą wersją układu SXDR64. Wy-niki pomiarów obrazują, że parametry poprzedniej wersji układu, takie jak zakres liniowy i maksymalna ilość zliczeń zostały poprawione. Zakres liniowy uzyskany z pomiarów z detektorami CdTe sięga ±100 keV. Natomiast czas martwy uzyskany z pomiarów z de-tektorem CdTe zbierającym elektrony (w trybie 0) wyniósł 150 ns.
Poszerzenie zakresu liniowego pracy układu zostało uzyskane dzięki zmniejszeniu ilości stopni układu kształtującego. Również osiągnięcie wyższej maksymalnej ilości zliczeń jest efektem modyfikacji układu kształtującego i skrócenia czasu tp.
Przedstawiony układ pracuje poprawnie przy braku prądu upływu co obrazują po-miary z użyciem detektora krzemowego sprzężonego zmiennoprądowo. Przykładowo w try-bie 3 (o najdłuższym czasie tp) oszacowane szumy wynoszą 120 e− rms (tab. 5.2).
Układ pracuje również poprawnie z prądem upływu detektora. Można wskazać, że dla trybów o krótkim czasie tp oszacowane wartości szumów ENC są mniejsze od 200 e− rms (tab. 5.3, tab. 5.5). Wprowadzenie cyfrowej korekcji prądów upływu detektora w układzie kształtującym zaowocowało zwiększeniem zakresu tolerancji prądu upływu od -12 nA do +10 nA (dane otrzymane z symulacji).
Charakterystyki szybkościowe otrzymane z pomiarów z detektorem CdTe potwier-dzają, że układ jest w stanie poprawnie pracować przy dużej częstości impulsów wejścio-wych (powyżej 1 Mcps).
Rozdział 6
Podsumowanie i wnioski
Celem niniejszej pracy była budowa wielokanałowego układu scalonego do odczytu matryc detektorów półprzewodnikowych o dużej liczbie atomowej Z, pracującego w try-bie zliczania pojedynczych fotonów, dla potrzeb obrazowania cyfrowego. Zaprojektowany układ powinien charakteryzować się możliwością pracy zarówno z detektorami typu AC jak i DC, niskim poziomem szumów jak i możliwością pracy z dużą częstością impulsów wejściowych.
Pierwszym krokiem do zaprojektowania układu było przeprowadzenie analiz pod ką-tem minimalizacji szumów i pracy układu z prądem upływu.
Przeprowadzona analiza szumowa wskazuje na konieczność zastosowania w torze od-czytowym układu kształtującego z możliwością doboru czasu tp, w celu uzyskania minimal-nej wartości szumów zarówno przy pracy z detektorami typu AC jak i DC. W przypadku detektorów typu AC (rys. 3.10) dla uzyskania niskiej wartości szumów preferowany jest dłuższy czas tp. Natomiast przy pracy z detektorem typu DC (rys. 3.11) (przy prądach upływu detektora poniżej 10 nA) znaczna wartość składowej prądowej szumów powoduje, że szumy całkowite układu osiągają minimum dla czasu tp rzędu 200 ns.
Na podstawie przeprowadzonej analizy podłączeń podłoża tranzystora MOS w
sprzę-żeniu zwrotnym CSA, wybrano konfigurację (podłoże tranzystora Mf podłączone do
wyj-ścia CSA z dodanym offsetem), która jest w stanie tolerować prądy upływu detektora w żądanym zakresie. Konfiguracja ta jednocześnie wpływa korzystnie na poprawną pracę układu PZC przy dużych częstościach impulsów wejściowych [57].
Przedstawione rozważania wykazały również, że praca układu PZC z prądem upływu detektora jest możliwa dzięki wprowadzeniu kontroli wartości rezystancji Rf i Rpz. Poprzez
odpowiednie dobranie wartości tych rezystancji do prądu upływu detektora, możliwe jest utrzymanie stałego stosunku rezystancji Rf / Rpz (rys. 3.27) co zapewnia poprawną pracę układu PZC.
Na podstawie wyników wspomnianych analiz, zaproponowano architekturę układu pod nazwą SXDR64 (rys. 3.2). Uwzględnia ona dodatkowo efekty rozrzutów poziomów stałych na wyjściach poszczególnych stopni. Zastosowanie sprzężenia AC za układem kształtują-cym niweluje wpływ prądu upływu oraz korzystnie wpływa na minimalizację rozrzutów poziomów napięć stałych na wejściu dyskryminatora. Natomiast użycie układu przywra-cania poziomu zerowego BLR, pozwala na poprawną pracę z dużą częstością impulsów wejściowych (rys. 3.36).
W pracy zaprezentowano również wyniki testów układu SXDR64 oraz pomiarów z detektorami krzemowymi (typu AC i DC) i detektorami CdTe typu DC.
Średnia wartość szumów uzyskanych z detektorem krzemowym typu AC, przy
ukła-dzie kształtującym pracującym w trybie 2, wyniosła 127 e− rms (rys. 4.12 b). Dzięki
zastosowaniu układów korekcyjnych rozrzuty pozycji piku energetycznego, po przelicze-niu na wejście układu, wynosiły zaledwie 8 e− rms (rys. 4.10). Czas martwy obliczony z pomiarów szybkościowych dla trybu 2 wynosi 200 ns. Natomiast wyniki otrzymane z symulacji pokazują, że liniowość układu w trybie 1 sięga 100 keV, jednak w przypadku ła-dunków ujemnych wraz ze wzrostem prądu upływu detektora, zakres liniowej pracy ulega zmniejszeniu.
Wnioski z przeprowadzonych eksperymentów zostały wykorzystane do utworzenia ko-lejnej, ulepszonej wersji układu - SXDv2. W stosunku do wersji poprzedniej układu, popra-wione zostały parametry takie jak liniowość oraz maksymalna częstość zliczeń. W nowej wersji układu wprowadzono również cyfrową korekcję dla prądu upływu detektora, dzięki czemu układ SXDv2 może pracować z prądami upływu o większej wartości niż układ poprzedni.
W pracy znalazły się wyniki pomiarów układu SXDv2 z detektorem krzemowym typu AC oraz z detektorami CdTe typu DC, pracującymi w trybie zbierania elektronów i dziur. Najlepsze wyniki szumów, obliczonych z eksperymentów z układem SXDv2, dla pracy z detektorem krzemowym jak i z detektorami CdTe zestawione zostały w tabeli 6.1.
W odróżnieniu od innych układów scalonych znanych z literatury, nowatorskim rozwią-zaniem jest zastosowanie dla układu pracującego z prądem upływu detektora, tranzystora
Tab. 6.1. Wartości szumów uzyskane z eksperymentów z układem SXDv2 podłączonym z detektorami Si i CdTe.
ENC [e− rms]
Tryb pracy układu kształtującego 0 1 2 3
Detektor Si 143 126 137 120
CdTe - elektrony 184 202 171 222
CdTe - dziury 142 246 172 262
spolaryzowanego w zakresie liniowym w sprzężeniu CSA i w układzie PZC. Dzięki temu możliwa jest poprawna praca układu CSA-PZC w przypadku detektorów sprzężonych zmiennoprądowo jak i stałoprądowo. Jest to dowód potwierdzający tezę:
„Zastosowanie w sprzężeniu zwrotnym wzmacniacza ładunkowego oraz w ukła-dzie równoważenia par biegun-zero tranzystorów MOS pracujących w zakresie liniowym, pozwala na poprawną pracę układu zarówno z prądem upływu, jak i przy jego braku, pod warunkiem odpowiedniego podłączenia podłoża tych tranzystorów oraz doboru ich wymiarów i punktów pracy.”
Praca układu SXDv2 z detektorem krzemowym sprzężonym zmiennoprądowo, jak i z de-tektorem CdTe sprzężonym stałoprądowo, charakteryzuje się niskim poziomem szumów, dzięki zastosowaniu układu kształtującego z możliwością zmiany czasu tp. Dowodzi to tezy:
„Zastosowanie programowalnego układu kształtującego pozwala na osiągnię-cie niskiej wartości szumów ENC toru elektroniki odczytu zarówno przy pracy z detektorami sprzężonymi zmiennoprądowo jak i stałoprądowo.”
Zastosowanie układów cyfrowej korekcji prądów upływu w układzie kształtującym oraz poziomów stałych na wejściu dyskryminatora, pozwala na poprawną pracę układu z prądem upływu (od -12 nA do +10 nA) oraz osiągnięcie rozrzutów pozycji piku ener-getycznego na poziomie 8 e− rms. Świadczy to o tym, że dowiedziono tezy:
„W scalonych wielokanałowych układach przeznaczonych do odczytu detekto-rów półprzewodnikowych sprzężonych stałoprądowo, zastosowanie pracującej w każdym kanale cyfrowej korekcji pozwala zarówno na eliminację niepożą-danych efektów generowanych przez prąd upływu detektora, jak i mających
swoje źródło w rozrzutach procesu technologicznego.”. Kluczowe dla pracy wnioski zostały zestawione poniżej:
• W celu minimalizacji szumu układu, korzystne jest dobranie jak największej warto-ści rezystancji w sprzężeniu zwrotnym wzmacniacza ładunkowego. Jednak z punktu widzenia poprawnej pracy układu PZC z prądem upływu detektora, wartość tej rezystancji powinna być jak najmniejsza. Wprowadzenie możliwości kontroli rezy-stancji w sprzężeniu wzmacniacza ładunkowego, pozwoliło na minimalizację szumów kanału odczytowego, przy jednoczesnym zachowaniu poprawnej pracy układu PZC. • Zastosowanie układu kształtującego z możliwością doboru wartości wzmocnienia (4 tryby pracy) sprawia, że możliwa jest praca układu z wysoką rozdzielczością ener-getyczną przy niskich energiach promieniowania X (do zastosowań dyfrakcyjnych). Dzięki wprowadzeniu trybów pracy o zmniejszonym wzmocnieniu możliwa jest rów-nież praca z wyższymi energiami promieniowania X dochodzącymi do 100 keV. • Aby detektory paskowe CdTe, charakteryzujące się niewielką odległością pomiędzy
paskami, mogły zastąpić mało wydajne, przy wyższych energiach promieniowania X, detektory krzemowe (np. w dyfraktometrii przy pracy z lampą Mo lub Ag) ist-nieje potrzeba opracowania skutecznej i stosunkowo taniej metody łączenia detekto-rów do układów odczytowych. Na chwilę obecną stosuje się różnego rodzaju płytki przejściowe, które powodują ograniczenia na minimalną odległość pomiędzy paskami detektora.
Z przedstawionych rezultatów pomiarowych wynika, że cele pracy zostały spełnione. Oba zaprojektowane układy są w stanie pracować z detektorami sprzężonymi stałoprą-dowo, jak i zmiennoprąstałoprą-dowo, przy zachowaniu niskiego poziomu szumów i możliwości pracy z dużą częstością impulsów wejściowych.
Wyniki badań zawarte w niniejszej rozprawie doktorskiej Autor rozprawy opublikował w czasopismach o zasięgu krajowym [71, 72] i międzynarodowym [73, 74], oraz przedsta-wiał na międzynarodowych konferencjach [75, 76, 77, 78, 79].
Prace prezentowane przez Autora na międzynarodowych konferencjach były nagra-dzane: dwukrotnie na konferencji MIXDES (MIXed DESign of integrated circuits and systems) w latach 2008 i 2009 [75, 76], otrzymując wyróżnienie - “Outstanding paper”. Ponadto na konferencjach IEEE Nuclear Science Symposium w latach 2009 (Orlando,
USA) i 2010 (Knoxville, USA) Autor dwukrotnie otrzymał wyróżnienie “Trainee Grant” [77, 78].
Badania przedstawione w pracy doktorskiej finansowane były w ramach grantu promo-torskiego nr N N505 465838, przez Ministerstwo Nauki i Szkolnictwa Wyższego w latach 2010-2011.
Spis rysunków
Rys. 1.1: Absorpcja fotoelektryczna. Rys. 1.2: Rozpraszanie Comptona.
Rys. 1.3: Przekrój czynny w funkcji energii dla detektora Si [2]. Rys. 1.4: Przekrój czynny w funkcji energii dla detektora CdTe [2]. Rys. 1.5: Przekrój czynny w funkcji energii dla detektora GaAs [2]. Rys. 1.6: Długość absorpcji dla detektorów Si, Ge, GaAs oraz CdTe. [2] Rys. 1.7: Generacja pary elektron-dziura w detektorze promieniowania X.
Rys. 1.8: Teoretyczna rozdzielczość energetyczna detektorów Si, GaAs oraz CdTe. Rys. 1.9: Płaska komora jonizacyjna.
Rys. 1.10: Detektor paskowy jednostronny. Rys. 1.11: Detektor paskowy dwustronny.
Rys. 1.12: Mechanizm powstawania tzw. "duchów"w paskowym detektorze dwustronnym. Rys. 1.13: Detektor mozaikowy.
Rys. 1.14: Detektor dryfowy.
Rys. 1.15: Schemat trójfazowego detektora CCD.
Rys. 1.16: Uproszczony schemat pojedynczej komórki detektora MAPS. Rys. 1.17: Przekrój detektora SOI [21].
Rys. 1.18: Przekrój detektora paskowego sprzężonego stałoprądowo (DC). Rys. 1.19: Przekrój detektora paskowego sprzężonego zmiennoprądowo (AC).
Rys. 1.20: Model elektryczny detektora promieniowania X wykorzystywany w symulacjach. Rys. 1.21: Efektywność absorpcji dla różnych materiałów.
Rys. 2.1: Schemat typowego toru przetwarzania sygnału w układach elektroniki odczytu detektorów promieniowania X.
Rys. 2.3: Schemat wzmacniacza ładunkowego wraz z układem kompensacji par biegun-zero [35].
Rys. 2.4: Schemat kanału układu KW03 [41]. Rys. 2.5: Schemat blokowy układu RENA-3. Rys. 2.6: Schemat kanału układu DEDIX [43]. Rys. 2.7: Schemat kanału układu DxCTA [32].
Rys. 2.8: Schemat pojedynczej komórki układu Medipix 2 [46].
Rys. 2.9: Schemat wzmacniacza wejściowego w układzie Medipix 2 [13].
Rys. 2.10: Uproszczony schemat zastępczy wzmacniacza wejściowego układu Medipix 2. Rys. 2.11: Schemat komórki odczytowej układu H04 [49].
Rys. 2.12: Schemat ideowy pojedynczej komórki układu XPAD3C [33]. Rys. 3.1: Architektura układu SXDR64.
Rys. 3.2: Schemat ideowy kanału układu SXDR64. Rys. 3.3: Schemat ideowy wzmacniacza ładunkowego.
Rys. 3.4: Schemat ideowy wzmacniacza ładunkowego z rezystorem rozładowującym. Rys. 3.5: Schemat ideowy wzmacniacza ładunkowego wraz z układem PZC.
Rys. 3.6: Impulsy na wyjściu układu kształtującego przy dobrze dostrojonym układzie PZC (b) oraz w przypadku przekompensowania (a) i niedokompensowania (c).
Rys. 3.7: Szumowy schemat zastępczy wzmacniacza ładunkowego z układem PZC i ideal-nym układem kształtującym.
Rys. 3.8: Zależność ENCi od wartości rezystancji Rf, dla kilku wartości prądów upływu -tp = 120 ns.
Rys. 3.9: Zależność ENCi od prądu upływu, dla kilku różnych wartości Rf, tp = 120 ns.
Rys. 3.10: Wkład poszczególnych składowych do szumu całkowitego ENCtot. Detektor
sprzężony zmiennoprądowo.
Rys. 3.11: Wkład poszczególnych składowych do szumu całkowitego ENCtot. Detektor
sprzężony stałoprądowo, Idleak = 10nA.
Rys. 3.12: Wartość szumów całkowitych w funkcji pojemności detektora dla przypadku
pracy z detektorem AC - Rf = 150 MΩ (a) oraz dla przypadku pracy z detektorem DC
-Rf = 15 MΩ (b).
Rys. 3.13: Charakterystyka wyjściowa tranzystora NMOS (W = 0.6 µm, L = 100 µm) dla różnych wartości napięcia VGS.
Rys. 3.14: Schemat układu CSA-PZC z aktywnymi rezystorami w postaci tranzystorów Mf, Mpz.
Rys. 3.15: Rezystancja efektywna tranzystora Mf w funkcji napięcia VG dla kilku wartości prądu upływu. Prąd wpływa do CSA.
Rys. 3.16: Wzmacniacz ładunkowy z aktywnym rezystorem Mf, pracujący w konfiguracji
zbierania dziur (a) oraz zbierania elektronów (b). Strzałką na wyjściu układu zaznaczono kierunek zmiany poziomu stałego napięcia, wraz ze wzrostem wartości prądu upływu. Rys. 3.17: Tranzystor Mf w układzie CSA z podłożem podłączonym do napięcia zasilania (Vddm). Prąd upływu detektora wpływa do układu.
Rys. 3.18: Tranzystor Mf w układzie CSA z podłożem podłączonym do napięcia zasilania (Vddm). Prąd upływu detektora wypływa z układu.
Rys. 3.19: Tranzystor Mf w układzie CSA z podłożem podłączonym do wejścia CSA. Prąd
upływu detektora wpływa do układu.
Rys. 3.20: Tranzystor Mf w układzie CSA z podłożem podłączonym do wejścia CSA. Prąd
upływu detektora wypływa z układu.
Rys. 3.21: Tranzystor Mf w układzie CSA z podłożem podłączonym do wyjścia CSA. Prąd
upływu detektora wpływa do układu.
Rys. 3.22: Prąd wpływający, wypływający i prąd podłoża tranzystora Mf (Rf = 20 MΩ
dla Idleak = 0) (a). Dioda podłożowa utworzona pomiędzy źródłem a podłożem (b).
Rys. 3.23: Tranzystor Mf w układzie CSA z podłożem podłączonym do wyjścia CSA. Prąd
upływu detektora wypływa z układu.
Rys. 3.24: Tranzystor Mf w układzie CSA z podłożem podłączonym do wyjścia CSA z 200
mV offsetem. Prąd upływu detektora wpływa do układu.
Rys. 3.25: Tranzystor Mf w układzie CSA z podłożem podłączonym do wyjścia CSA z 200
mV offsetem. Prąd upływu detektora wypływa z układu.
Rys. 3.26: Schemat ideowy wzmacniacza ładunkowego i układu równoważenia par biegun-zero zastosowany w projektowanym układzie.
Rys. 3.27: Stosunek wartości rezystancji Rf/Rpz w funkcji prądu upływu dla różnych war-tości napięcia VG - wyniki symulacji.
Rys. 3.28: Amplituda impulsów na wyjściu układu PZC w funkcji ładunku wejściowego. Przypadek dla dodatnich impulsów wejściowych (zbieranie dziur) (a), dla wartości prądu upływu równych 0 nA, 5 nA oraz 10 nA. Przypadek ujemnych impulsów wejściowych
(zbieranie elektronów) (b), dla wartości prądu upływu równych 0 nA, - 5 nA oraz - 10 nA.
Rezystancja Rf = 15 MΩ, pojemność detektora CDET = 2 pF.
Rys. 3.29: Przebiegi czasowe impulsów wyjściowych układów kształtujących różnych rzę-dów. Przebiegi zostały unormowane względem amplitudy i czasu tp.
Rys. 3.30: Schemat ideowy zastosowanego układu kształtującego.
Rys. 3.31: Przebiegi napięć na wyjściu układu kształtującego, dla każdego z trybów pracy. Amplituda impulsu wejściowego odpowiada ładunkowi wejściowemu 1800 elektronów. Rys. 3.32: Wpływ prądu upływu na przesuwanie się poziomów stałych w kolejnych stop-niach układu kształtującego. Tryb pracy 1.
Rys. 3.33: Zależność amplitudy sygnału na wyjściu układu kształtującego od ładunku wejściowego, przy różnych wartościach prądu upływu. Tryb 1 pracy układu kształtującego. Ładunek ujemny (a), ładunek dodatni (b).
Rys. 3.34: Zastosowanie rezystora podciągającego do uzyskania poziomu stałego na wejściu dyskryminatora.
Rys. 3.35: Schemat ideowy układu przywracania poziomu zerowego opartego na rozwią-zaniu Robinsona [62].
Rys. 3.36: Przebieg impulsów na wejściu dyskryminatora przy zastosowaniu rezystora pod-ciągającego i układu BLR. Impulsy wejściowe dodatnie (a), ujemne (b)
Rys. 3.37: Rozrzut poziomu napięcia stałego na wejściu dyskryminatora. Symulacje Monte-Carlo.
Rys. 3.38: Blok dyskryminatorów.
Rys. 4.1: Układ SXDR64 podłączony do płytki PCB.
Rys. 4.2: Schemat toru pomiarowego układu SXDR64 w konfiguracji do pomiarów testo-wych.
Rys. 4.3: Widmo całkowe otrzymane w trybie 2 dla pełnego zakresu amplitud impulsów testowych.
Rys. 4.4: Widmo różniczkowe otrzymane z danych na rys. 4.3.
Rys. 4.5: Pozycja pików na widmie różniczkowym w funkcji ładunku wejściowego, dla każdego z trybów pracy układu kształtującego.
Rys. 4.6: Schemat stanowiska pomiarowego.
Rys. 4.7: Zdjęcia stanowisk pomiarowych RAD-B w Katedrze Metrologii AGH (a), R-XAS w japońskiej firmie Rigaku Corporation (b).
Rys. 4.8: Dwa układy SXDR64 podłączone do detektora krzemowego typu AC. Rys. 4.9: Widmo energetyczne - lampa Cr.
Rys. 4.10: Widmo energetyczne - lampa Cu. Rys. 4.11: Widmo energetyczne - lampa Mo.
Rys. 4.12: Wzmocnienie (a) oraz szumy ENC (b), oszacowane z pomiaru z lampą Cu. Rys. 4.13: Zestawienie widm całkowych otrzymanych z pomiarów z różnymi wartościami prądu lampy Mo. Układ kształtujący w trybie 2.
Rys. 4.14: Ilość zliczeń w funkcji ilości impulsów wejściowych. Układ kształtujący w try-bie 2. Próg dyskryminacji ustawiono w połowie energii promieniowania padającego na detektor (8.75 keV).
Rys. 4.15: Zestawienie widm całkowych otrzymanych w pomiarach trwających 15 godzin. Energie promieniowania: 8 keV, 16 keV, 24 keV.
Rys. 4.16: Układ SXDR64 podłączony z 16-paskowym detektorem CdTe.
Rys. 4.17: Zestawienie widm energetycznych otrzymanych z pomiarów z różnymi warto-ściami napięcia polaryzacji detektora. Pomiary przeprowadzone w trybie 2 pracy układu kształtującego.
Rys. 4.18: Szumy obliczone z pomiarów z detektorem CdTe w funkcji napięcia polaryzacji detektora.
Rys. 4.19: Widma całkowe otrzymane z pomiarów z energiami 20 keV, 25 keV, 30 keV, 35 keV. Tryb 0 (a), tryb 1 (b).
Rys. 4.20: Widma całkowe otrzymane z pomiarów z energiami 20 keV, 25 keV, 30 keV, 35 keV. Tryb 2 (a), tryb 3 (b).
Rys. 4.21: Pozycje pików energetycznych w funkcji energii dla wszystkich trybów pracy układu SXDR64.
Rys. 4.22: Zestawienie widm całkowych z pomiarów szybkościowych, wykonanych z 16-kanałowym detektorem CdTe. Układ kształtujący w trybie 2.
Rys. 4.23: Ilość zliczeń w funkcji ilości impulsów wejściowych. Układ kształtujący w try-bie 2. Próg dyskryminacji ustawiono w połowie energii promieniowania padającego na detektor (8.75 keV).
Rys. 4.24: 128-paskowy detektor CdTe podłączony z układem SXDR64 przy użyciu cera-micznej płytki przejściowej.
Układ kształtujący w trybie 2.
Rys. 4.26: Schemat podłączenia detektora i układu z zaznaczoną rezystancją połączenia RBU M P.
Rys. 4.27: Wzmocnienie (a) i szumy (b) w funkcji rezystancji RBU M P. Wyniki otrzymane z symulacji.
Rys. 4.28: Widmo całkowe otrzymane z lampą Mo, 6 pasków nie odpowiada (a), 27 pasków nie odpowiada (b).
Rys. 5.1: Architektura pojedynczego kanału układu SXDv2.
Rys. 5.2: Uproszczony schemat układu kształtującego zastosowanego w układzie SXDv2. Rys. 5.3: Uproszczony schemat pierwszego stopnia układu kształtującego.
Rys. 5.4: Zależność amplitudy sygnału na wyjściu układu kształtującego od ładunku wej-ściowego, przy różnych wartościach prądu upływu. Symulacje przeprowadzone przy trybie 1 układu kształtującego. Ładunek ujemny (a), ładunek dodatni (b).
Rys. 5.5: Wzmocnienie dla różnych ustawień napięcia kompensacji w funkcji prądu upływu. Przypadek dla impulsów ujemnych (a), dla impulsów dodatnich (b). Dane otrzymane z
symulacji przy Rf = 15 MΩ.
Rys. 5.6: Szumy ENC dla różnych ustawień napięcia kompensacji w funkcji prądu upływu. Przypadek dla impulsów ujemnych (a), dla impulsów dodatnich (b). Dane otrzymane z
symulacji przy Rf = 15 MΩ.
Rys. 5.7: Układ SXDv2 połączony z 128-paskowym detektorem krzemowym.
Rys. 5.8: Przykładowe widma całkowe otrzymane z pomiarów z detektorem krzemowym i
lampą Cu. Układ kształtujący w trybie 2, Rf = 150 MΩ.
Rys. 5.9: Uproszczona struktura detektora CdTe pracującego w trybie zbierania dziur. Rys. 5.10: Uproszczona struktura detektora CdTe pracującego w trybie zbierania elektro-nów.
Rys. 5.11: Układ SXDv2 podłączony do pikselowego detektora CdTe.
Rys. 5.12: Przykładowe widmo całkowe otrzymane w pomiarze z detektorem CdTe
zbie-rającym dziury. Układ kształtujący ustawiony w tryb 2 pracy, Rf = 15 MΩ. Napięcie
polaryzacji detektora wynosiło 400 V.
Rys. 5.13: Widma całkowe (a) i charakterystyka szybkościowa (b) dla trybu 0 (Rf =
15 MΩ). Detektor CdTe pracujący w trybie zliczania dziur. Pomiary wykonane z lampą Mo. Próg dyskryminacji ustawiono w połowie energii promieniowania padającego na
de-tektor (8.75 keV).
Rys. 5.14: Przykładowe ciągłe widmo energetyczne otrzymane dla różnych wartości napię-cia lampy rentgenowskiej.
Rys. 5.15: Widma całkowe otrzymane z pomiarów dla różnych wartości napięcia lampy rentgenowskiej. Detektor CdTe pracujący w trybie zliczania dziur. Układ kształtujący w trybie 1, Rf = 15 MΩ.
Rys. 5.16: Zależność amplitudy impulsów na wejściu dyskryminatora od energii fotonów
padających na detektor. Układ kształtujący w trybie 1, Rf = 15 MΩ. Detektor CdTe
pracujący w trybie zliczania dziur.
Rys. 5.17: Widma całkowe otrzymane z pomiaru detektora CdTe zbierającego elektrony.
Energie promieniowania: 8 keV, 16 keV, 24 keV. Układ kształtujący w trybie 2 (Rf =
15 MΩ).
Rys. 5.18: Widma całkowe (a) i charakterystyki szybkościowe (b) dla trybu 0 (Rf = 15 MΩ). Detektor CdTe pracujący w trybie zliczania elektronów . Pomiary wykonane z lampą Mo. Próg dyskryminacji ustawiono w połowie energii promieniowania padającego na detektor (8.75 keV).
Rys. 5.19: Zależność amplitudy impulsów na wejściu dyskryminatora od energii fotonów