博士论文-像素型GEM探测器电容开关阵列读出芯片的研究
文献类型：学位论文
| 作者 | 李怀申
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| 学位类别 | 博士 |
| 答辩日期 | 2011 |
| 授予单位 | 中国科学院研究生院 |
| 授予地点 | 北京 |
| 导师 | 赵京伟 ; 江晓山 |
| 关键词 | 专用集成电路 GEM探测器 开关电容阵列 高密度信号读出 多通道 系统级封装 |
| 学位专业 | 核技术及应用 |
| 中文摘要 | 高能物理的不断发展，推动了粒子物理探测技术的进步。近些年来，新型探测器如密集型半导体阵列探测器、气体电子倍增器GEM(Gas Electron Multiplier)等发展迅速，其位置分辨可以到几十微米甚至微米量级，信号率达到1MHz/s以上，对读出电子学的要求变得十分苛刻。; 探测器单位面积内探测通道数的增加，其对应的电子学读出通道数也进一步增加，使得每个通道的信号引出变得十分困难；其次，读出电子学密度的提高，使得通道间串扰成为一个很重要的问题；再次，通道数的增加，必然会导致功耗和成本的急剧增加。传统的读出方法，已经远远不能满足新型探测器的读出需求，只有研制高密度、高性能、低功耗的专用集成电路芯片（Application Specific Integrated Circuit, ASIC），并结合先进封装技术，使探测器与读出芯片直接连接，才能解决新型密集型探测器的读出所遇到的困难。; 北京同步辐射装置（BSRF）的升级迫切需要二维位置灵敏探测设备来提升实验性能，采用新结构和新工艺的GEM探测器，特别是像素型（Pad）GEM探测器，具有结构简单、性能优越、读出方式灵活等优良性能，在同步辐射和高能物理实验中具有良好的应用前景。针对像素型GEM探测器的读出需求，我们提出了一种新的读出方案，设计了基于电容开关阵列的读出芯片，并结合先进的系统级封装技术，实现对高密度Pad型GEM探测器的读出。; 论文首先介绍了GEM探测器及其读出方式，接着介绍了Pad型GEM探测器可选的读出方案及前端读出电路结构，然后提出了基于电容阵列的电路结构，并对其进行分析和仿真。为了验证该方案的可行性，论文介绍了10通道芯片的设计和测试，初步测试结果显示，该芯片具有较好的线性。论文着重介绍了用于高密度Pad阵列读出的400通道芯片GEM400设计，并给出了其仿真结果，然后大致介绍了基于该芯片的读出电子学系统。 |
| 学科主题 | 核技术及应用 |
| 语种 | 中文 |
| 公开日期 | 2016-02-25 |
| 源URL | [http://ir.ihep.ac.cn/handle/311005/210530]  |
| 专题 | 实验物理中心_学位论文和出站报告 |
| 作者单位 | 中国科学院高能物理研究所 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 李怀申. 博士论文-像素型GEM探测器电容开关阵列读出芯片的研究[D]. 北京. 中国科学院研究生院. 2011. |
入库方式： OAI收割
来源：高能物理研究所
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