ΥΨΗΛΗΣ ΤΑΧΥΤΗΤΑΣ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ ΑΝΑΓΝΩΣΗΣ ΑΝΙΧΝΕΥΤΩΝ ΣΕ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ VLSI CMOS

Abstract

WITH THE ADVENT OF MICROELECTRONICS AND THE WIDESPREAD USE OF MICROSTRIP SILICON DETECTORS IN THE EXPERIMENTS OF HIGH ENERGY PHYSICS AND IN X - RAY IMAGING, A CONSIDERABLE AMOUNT OF WORK HAS BEEN INVESTED INTO DEVELOPING MULTICHANNEL VLSI READOUT ELECTRONICS. IN SEMICONDUCTOR AND GAS CHAMBER DETECTORS THE IONIZATION CHARGE COMES AS A FAST CURRENT PULSE WHOSE AMPLITUDE DROPS BY MORE THAN 90% OF ITS INITIAL VALUE IN LESS THAN 15NS. THE MAJORITY OF THE READOUT CHIPS USE A CHARGE SENSITIVE AMPLIFIER FOLLOWED BY A PULSE SHAPING NETWORK (USUALLY A CR - RC FILTER). THE CHARGE SENSITIVE CONFIGURATION EXHIBITS HIGH STABILITY AND LOW NOISE LEVELS. HOWEVER, IT IS CHARACTERIZED BY A LONG, RELATIVE TOTHE CHARGE COLLECTION TIME, DISCHARGE TIME OF THE INPUT STAGE FEEDBACK. THIS IMPOSES THE USE OF A POLE - ZERO CANCELLATION NETWORK TO FILTER THE LONG SIGNAL TAIL DUE TO FEEDBACK NETWORK DECAY. POLE - ZERO CANCELLATION SHOULD BE EXACT AND IT IS ONLY ACHIEVED BY AN OFF - CHIP POTENTIOMETER. THE COUNTING RATE IS LIMITED BY CHARGING EFFECTS OF THE FEEDBACK NETWORK CAUSED EITHER BY A LARGE NUMBER OF CHARGE PULSES DURING ONE FEEDBACK TIME CONSTANT OR BY SINGLE PULSES OF HIGH AMPLITUDE. IN THESE CASES THE CHARGE AMPLIFIER IS DRIVEN WELL BEYOND ITS DYNAMIC RANGE RESULTING IN LONG DEAD TIMES DURING WHICH THE CIRCUIT IS OUT OF OPERATION. THIS IS THE CASE ESPECIALLY WITH GAS CHAMBER DETECTORS, WHERE THE CHARGE MULTIPLICATION EFFECT CAN (ABSTRACT TRUNCATED)

ΤΑ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΑΝΑΓΝΩΣΗΣ ΠΑΡΟΥΣΙΑΖΟΥΝ ΜΙΑ ΜΕΓΑΛΗ ΑΝΑΠΤΥΞΗ ΤΗΝ ΤΕΛΕΥΤΑΙΑ ΔΕΚΑΕΤΙΑ ΚΑΘΩΣ Η ΔΥΝΑΤΟΤΗΤΑ ΜΟΝΟΛΙΘΙΚΗΣ ΥΛΟΠΟΙΗΣΗΣ ΤΟΥΣ ΕΠΕΤΡΕΨΕ ΤΗΝ ΕΝΣΩΜΑΤΩΣΗ ΤΟΥΣ ΣΕ ΠΟΛΛΕΣ ΚΑΙ ΠΟΙΚΙΛΕΣ ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ. ΚΑΘΟΡΙΣΤΙΚΟ ΡΟΛΟ ΕΠΑΙΞΕ Η ΑΝΑΠΤΥΞΗ ΤΗΣ CMOS ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑΣ ΠΟΛΥ ΜΕΓΑΛΗΣ ΚΛΙΜΑΚΑΣ ΟΛΟΚΛΗΡΩΣΗΣ (VERY LARGE SCALE INTEGRATION) Η ΟΠΟΙΑ ΠΡΟΣΕΦΕΡΕ ΕΝΕΡΓΑ ΣΤΟΙΧΕΙΑ ΜΕ ΚΑΛΕΣ ΕΠΙΔΟΣΕΙΣ, ΜΕΓΑΛΗ ΣΤΑΘΕΡΟΤΗΤΑ ΚΑΙ ΕΠΑΝΑΛΗΨΙΜΟΤΗΤΑ ΚΑΘΩΣ ΚΑΙ ΜΙΚΡΟ ΚΟΣΤΟΣ ΚΑΤΑΣΚΕΥΗΣ. Η ΔΥΝΑΤΟΤΗΤΑ ΕΝΣΩΜΑΤΩΣΗΣ ΑΝΑΛΟΓΙΚΩΝ ΚΑΙ ΨΗΦΙΑΚΩΝ ΚΥΚΛΩΜΑΤΩΝ ΣΤΗΝ ΙΔΙΑ ΨΗΦΙΔΑ ΠΥΡΙΤΙΟΥ (MIXEDANALOG DIGITAL CHIPS), ΑΝΟΙΞΕ ΤΟ ΔΡΟΜΟ ΓΙΑ ΟΛΟΚΛΗΡΩΜΕΝΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΜΕΤΡΗΣΗΣ, ΚΑΤΑΓΡΑΦΗΣ ΚΑΙ ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑΣ ΤΟΥ ΣΗΜΑΤΟΣ (SYSTEM ON A CHIP). ΟΙ ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ ΚΑΛΥΠΤΟΥΝ ΜΕΓΑΛΟ ΠΕΔΙΟ ΔΡΑΣΤΗΡΙΟΤΗΤΩΝ ΚΑΙ ΕΚΤΕΙΝΟΝΤΑΙ ΑΠΟ ΤΟΥΣ ΠΑΡΑΔΟΣΙΑΚΑ ΕΠΙΣΤΗΜΟΝΙΚΟΥΣ ΤΟΜΕΙΣ ΕΩΣ ΕΜΠΟΡΙΚΕΣ ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ ΚΑΘΗΜΕΡΙΝΗΣ ΧΡΗΣΗΣ. ΕΝΔΕΙΚΤΙΚΑ ΑΝΑΦΕΡΟΝΤΑΙ: ΠΕΙΡΑΜΑΤΙΚΕΣ ΔΙΑΤΑΞΕΙΣ ΦΥΣΙΚΗΣ ΥΨΗΛΩΝ ΕΝΕΡΓΕΙΩΝ: ΣΤΙΣ ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ ΑΥΤΕΣ ΕΠΙΔΙΩΚΕΤΑΙ Η ΑΝΙΧΝΕΥΣΗ ΤΩΝ ΠΑΡΑΓΟΜΕΝΩΝ ΣΩΜΑΤΙΔΙΩΝ ΑΠΟ ΜΙΑ ΥΠΟΑΤΟΜΙΚΗ ΑΝΤΙΔΡΑΣΗ ΚΑΙ Η ΜΕΤΡΗΣΗ ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΩΝ ΟΠΩΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑ, ΘΕΣΗ, ΧΡΟΝΙΚΗ ΣΤΙΓΜΗ ΤΟΥ ΣΥΜΒΑΝΤΟΣ, ΠΛΗΘΟΣ ΣΩΜΑΤΙΔΙΩΝ ΚΛΠ. ΙΑΤΡΙΚΕΣ ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ: Η ΧΡΗΣΗ ΤΩΝ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΩΝ ΑΝΑΓΝΩΣΗΣ ΣΤΗΝ ΙΑΤΡΙΚΗ ΑΠΟΤΕΛΕΙ ΤΟΝ ΠΙΟ ΔΡΑΣΤΗΡΙΟ ΕΡΕΥΝΗΤΙΚΟ ΧΩΡΟ ΣΗΜΕΡΑ ΚΑΙ ΓΙΑ ΤΑ ΕΠΟΜΕΝΑ ΑΡΚΕΤΑ ΧΡΟΝΙΑ. ΑΥΤΟ ΕΙΝΑΙ ΑΝΑΜΕΝΟΜΕΝΟ ΚΑΘΩΣ Ο ΑΝΤΙΚΤΥΠΟΣ ΕΙΝΑΙ ΠΑΝΑΝΘΡΩΠΙΝΟΣ ΚΑΙ ΤΑ ΕΠΙΤΥΧΗ ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ ΣΕ ΑΥΤΟΝ ΤΟ ΧΩΡΟ ΕΝΔΙΑΦΕΡΟΥΝ ΤΗΝ ΠΑΓΚΟΣΜΙΑ ΚΟΙΝΟΤΗΤΑ. ΟΙ ΒΑΣΙΚΟΤΕΡΕΣ ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ ΒΡΙΣΚΟΝΤΑΙ ΣΤΟ ΧΩΡΟ (ΠΕΡΙΚΟΠΗ ΠΕΡΙΛΗΨΗΣ)