用于空间 CCD 相机的混合信号 ASIC 的单粒子效应表征
天体物理仪器与方法
2013-07-12 v1 仪器与探测器
摘要
我们展示了一种为未来 X 射线天文任务机载电荷耦合器件 (CCD) 相机开发的混合信号专用集成电路 (ASIC) 的单粒子效应 (SEE) 耐受性。我们在日本 HIMAC/NIRS 采用了质子和重离子束。利用线性能量转移 (LET) 高达 57.9 MeV cm^{2}/mg 的粒子测量单粒子锁定 (SEL) 耐受性，结果表明其截面足够低，sigma_{SEL} < 4.2x10^{-11} cm^{2}/(IonxASIC)。单粒子翻转 (SEU) 耐受性是通过多种类和宽能量范围的粒子估算的。考虑到部分质子会产生具有比入射质子更高 LET 的反冲重离子，我们推导了 SEU 事件概率作为 LET 的函数。随后，结合 LET 能谱的模拟结果，估算了低地球轨道中的 SEE 事件率。SEL 率低于每 49 年一次，满足所需的锁定耐受性要求。SEU 率的上限推导为 1.3x10^{-3}events/sec。虽然 SEU 事件无法与来自天文对象的 X 射线光子信号区分开来，但推导出的 SEU 率低于探测器预期非 X 射线背景率的 1.3%，因此这些事件不应成为仪器背景的主要成分。
引用
@article{arxiv.1307.3221,
title = {Single event effect characterization of the mixed-signal ASIC developed for CCD camera in space use},
author = {Hiroshi Nakajima and Mari Fujikawa and Hideki Mori and Hiroaki Kan and Shutaro Ueda and Hiroko Kosugi and Naohisa Anabuki and Kiyoshi Hayashida and Hiroshi Tsunemi and John P. Doty and Hirokazu Ikeda and Hisashi Kitamura and Yukio Uchihori},
journal= {arXiv preprint arXiv:1307.3221},
year = {2013}
}
备注
6 pages, 5 figures, in press. Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section A, 2013