SliT：用于 J-PARC 缪子 $g-2$/EDM 实验的具有亚纳秒时间游走的条状传感器读出芯片

为在 J-PARC 测量缪子反常磁矩与电偶极矩，已研制出一种名为“SliT”的新型硅条读出芯片。SliT 采用 Silterra 180 nm CMOS 工艺设计，含混合信号集成电路。模拟电路为每个 128 路相同通道集成传统电荷灵敏放大器、成形放大器及两个不同鉴别器。数字部分包括存储存储器、事件构建块、串行器与 LVDS 驱动器。SliT 的显著特征是采用零交叉架构，该架构由 CR-RC 滤波器后接作为电压微分器的 CR 电路构成。此架构可生成具有亚纳秒幅度无关时间游走的击中信号，这是该实验的主要要求。测试结果显示，在 0.5 至 3 MIP 信号间时间游动为 $0.38 \pm 0.16$ ns。当条状传感器电容 $C_{\rm det} = 33$ pF 时，等效噪声电荷为 $1547 \pm 75$ $e^{-}$（rms）。其他如条状传感器读出芯片的功能亦在测试中得以验证。SliT128C 满足 J-PARC 缪子 $g-2$/EDM 实验的全部要求。