Speaker
赵, 佳垚
(西北工业大学)
Description
硅光电倍增管（Silicon Photo-Multiplier，SiPM）探测器具有光子探测效率高、体积小、工作电压低、对磁场不敏感等优势，故常被应用在高能物理实验、医学成像等领域。由于SiPM探测器的增益较大（输出电流可达毫安级）且端电容较大（~300pF），故前端读出电路需要能够处理大输入信号，且输入阻抗尽可能低以获得较好的时间性能。针对这一点我们开发了基于调节型共源共栅（Regulated Gate cascode，RGC）结构的电流模式前端读出电路，实现了对输入电流的缓冲并将探测器电容与后级电路解耦，以获得较好的时间分辨率和稳定性。仿真结果表明，读出电路功耗3.5mW，低频输入阻抗可达4.5Ω，单光子时间分辨率（Single Photo Time Resolution，SPTR）约为68ps，在探测器信号幅度约为100光子时时间分辨率优于5ps。
低增益雪崩探测器（Low Gain Avalanche Detectors，LGAD）是一种为快速检测最小电离粒子（Minimum Ionizing Particles，MIP）而开发的硅传感器，具有信噪比高、时序精确、响应速度快等优点。为了对足够小的输入信号进行高精度的时间检测，对基于反相器共源共栅结构的可调增益跨阻放大器(Transimpedance Amplifiers，TIA)的适用性进行了仿真验证。仿真结果表明：在输入电容4pF的情况下，电路-3dB带宽约为1GHz，时间抖动精度优于15ps@10fC。
