用于多像素光子计数器 (MPPC) 增益控制的新型模拟电源

硅光电倍增管 (SiPM) 被视为替代传统光电倍增管 (PMT) 的新型光电探测器。然而，击穿电压对环境温度的依赖性导致约 3$\% /^{\circ} \mathrm C$ 的增益变化。这严重限制了该器件在宽工作温度范围实验中的应用，尤其是在太空任务中。我们建立了一个实验装置，以研究多像素光子计数器 (MPPC) 增益对温度和偏置电压的依赖关系。MPPC 的增益和击穿电压对工作温度的依赖关系可近似为线性函数，这与齐纳二极管的行为相似。测得的击穿电压温度系数为 $(59.4 \pm 0.4$ mV)$/^{\circ} \mathrm C$。基于此事实，设计了一种基于两个齐纳二极管和一个运算放大器且具有正温度系数的模拟电源。在不同输出电压下，所设计电源的测得温度依赖性介于 63.65 至 64.61~mV/$^{\circ} \mathrm C$ 之间。所设计的电源能够以约 5~mV$/^{\circ} \mathrm C$ 的温度变化为 MPPC 提供过压偏置。当使用所设计的电源进行增益控制偏置 MPPC 时，在 2~V 过压下偏置的 MPPC 的增益变化从 2.8$\% /^{\circ} \mathrm C$ 降低至 0.3$\% /^{\circ} \mathrm C$。本文将讨论该模拟电源在 -42.7$^{\circ}\mathrm{C}$ 至 20.9$^{\circ}\mathrm{C}$ 温度范围内的详细设计和性能。