具有快速前端电子学的理想 3D-trench 硅传感器的本征计时特性
仪器与探测器
2023-07-19 v2
摘要
本文描述了基于 3D-trench 硅结构的用于带电粒子探测的单像素传感器的基本计时特性。我们通过考虑一个简单的理想传感器及相应的快速前端电子学，在两种不同情形（理想积分器与真实快速电子学（跨阻放大器））下，以解析与数值方式推导结果。我们考察了到达时间（TOA）分布的特定形状，并讨论了在时间分辨率和本征电荷收集时间展宽之间的关系，通过改变电子学参数与甄别阈值来实现。结果在有与无模拟电子学噪声的情况下均获得。我们表明，3D-trench 传感器的特征在于存在一个同步区域（synchronous region），即活性体积中当带电粒子穿过时产生相同 TOA 值的一部分。同步区域大小依赖于前端电子学与甄别阈值，且该现象代表一种导致这些传感器优异时间分辨率的本征物理效应。此外，我们表明 TOA 分布具有仅由 3D 几何导致的本征不对称性，在显著电子学抖动的情况下该不对称性可忽略。
引用
@article{arxiv.2301.11190,
title = {Intrinsic timing properties of ideal 3D-trench silicon sensor with fast front-end electronics},
author = {Gian Matteo Cossu and Davide Brundu and Adriano Lai},
journal= {arXiv preprint arXiv:2301.11190},
year = {2023}
}