SBND液氩TPC读出电子学用商用现货ADC的寿命研究
仪器与探测器
2018-06-26 v1 高能物理 - 实验
摘要
短基线近探测器（SBND）是短基线中微子（SBN）计划中的近探测器，为一台260吨液氩时间投影室（LAr TPC），包含11,264个TPC读出通道。作为中微子实验中惰性液体探测器的使能技术，为极低温（77K–89K）开发的冷电子学将电极和低温恒温器设计与读出设计解耦。由于前端电子学与探测器电极集成，噪声与有效体积无关，且约为室温电子学的一半。在低温恒温器内实现数字化和信号复用至高速串行链路，大幅减少了电缆数量（更少出气）和馈通数量，从而最小化穿透并简化低温恒温器设计。作为TPC读出的一种备选方案，若干商用现货（COTS）ADC芯片经初步筛选测试被确定为可在低温下工作的良好候选。由于热载流子效应（HCE）会降低CMOS器件寿命，我们对采用台积电350nm CMOS工艺制造的候选器件ADI AD7274的低温寿命进行了研究。寿命研究包括探索阶段和验证阶段。本文描述了测试方法、测试装置、探索阶段与验证阶段的观测结果。基于当前测试数据，AD7274在低温2.5V工作下的初步寿命预计约为6.1 年，意味着在SBND服役期内HCE退化可忽略不计。
引用
@article{arxiv.1806.09226,
title = {Lifetime Study of COTS ADC for SBND LAr TPC Readout Electronics},
author = {H. Chen and J. Evans and J. Fried and S. Gao and F. Liu and G. Miller and K. Mistry and J. Pater and A. Szelc and V. Radeka and J. Zhang},
journal= {arXiv preprint arXiv:1806.09226},
year = {2018}
}
备注
Conference record of 21st IEEE Real Time Conference (4 pages, 6 figures)