用于国际空间站搭载X射线APD探测器的32通道ASIC研制
天体物理仪器与方法
2017-11-20 v1 仪器与探测器
摘要
我们报道了一种专用于雪崩光电二极管（APDs）的混合信号专用集成电路（ASIC）的设计与性能，该电路用于在国际空间站上探测宽能带硬X射线辐射。为实现20 keV至1 MeV的宽能带探测，我们采用Ce:GAGG闪烁体，每个耦合一个APD，并配以低噪声前端电子学，其最小能量探测阈值可达20 keV。所研制的ASIC采用0.35 μm CMOS技术，具备读出32通道APD信号的能力，输入级的模拟放大器旨在抑制主要由APD大探测器电容引起的容性噪声。该ASIC在均方根（RMS）下实现了2099 e⁻ + 1.5 e⁻/pF的性能，并具有300 fC的宽动态范围。将反向型APD与Ce:GAGG闪烁体耦合，我们在室温（20 °C）下获得了662 keV处6.7%（FWHM）的能量分辨率和20 keV的最小可探测能量。此外，我们利用90 MeV质子束测试了其空间应用的辐射耐受性，确认该ASIC无单粒子效应，且能在模拟与数字处理无严重退化的情况下正常工作。
引用
@article{arxiv.1711.06457,
title = {Development of a 32-channel ASIC for an X-ray APD Detector onboard the ISS},
author = {M. Arimoto and S. Harita and S. Sugita and Y. Yatsu and N. Kawai and H. Ikeda and H. Tomida and N. Isobe and S. Ueno and T. Mihara and M. Serino and T. Kohmura and T. Sakamoto and A. Yoshida and H. Tsunemi and S. Hatori and K. Kume and T. Hasegawa},
journal= {arXiv preprint arXiv:1711.06457},
year = {2017}
}
备注
Accepted for publication in NIMA