Кремниевые детекторы на pin переходах. ( SiPIN)/
Si PIN детекторы получили наибольшее распространение в рентгеновской спектроскопии. Они могут работать как при комнатной температуре так и с охладителями работающими на эффекте Пельтье. Рассмотрим устройства и параметры таких детекторов на примере детекторов производимых фирмой Amptek.На рис. Приведена конструкция такого детектора
Рис. Конструкция рентгеновского полупроводникового детектора.
Собственно детектор, зарядочуствительный предусилитель ,охладитель и температурный датчик собраны в стандартном 12 штырьковом корпусе и закрыты крышкой с бериллиевым окном. Размеры самого детектора составляют 5 или 25 мм .Толщина кремниевой подложки 300-700 мкм. Толщина окна 12.5 или 25 мкм.
Подключение детектора к системе цифровой обработки сигналов и к источникам питания показано на следующем рисунке.
Рис. Схема подключения детектора внутри и с внешним блоком цифровой обработки(формированием) импульсов.
Кремниевые дрейфовые детекторы.(SiliconDriftDetector).
В последние годы создан высокоразрешающий ППД ,работающий при комнатной температуре, обладающий малой ёмкостью и интегрированный с предусилителем и устройством для отслеживания температуры. Этот детектор способен работать при комнатной температуре с высоким разрешением и при больших загрузках. В детектор интегрирован термо-электрический охладитель. Тонкое окно из бериллия (8 мкм) обеспечивает возможность регистрации квантов с энергией от 1 до 30 кэВ.
Принцип действия этого детектора был предложен в 1984г. Гатти и Рехак. Кремниевая пластина высокого сопротивления с обеих сторон имеет проводимость р + и п+ контакт на одной стороне, который действует как анод. Активный объём детектора образуется по толщине кристалла, которая составляет несколько сотен мкм, что делает устройство чувствительным в широкой области энергий. На рис 4-6 показана SDD детектор радиальной геометрией. Области р+ выполнены в виде концентрических кругов с фронтальной стороны, задняя сторона , сильно легированная бором, образует второй контакт.
Рис. 4-7 Схема строения SDD детектора.
Сильное электрическое поле параллельное поверхности образует в детекторе объём с приложенным напряжением на р+ кольцевой структуре на фронтальной стороне. На кольцевой структуре автоматически создаётся напряжением смещения делителем напряжения интегрированным между кольцами, просто соединяя первый и последний контакты. Тыльный контакт поддерживается при постоянном потенциале, создавая электрическое поле нормальное к поверхности детектора. Рассчитанное распределение потенциала внутри активного объёма показано на рис 4-11. устройства.
Три напряжения (первое, последние кольцо и тыльный контакт) необходимы, чтобы образовать его. Электроны индуцированные температурой или приходящей радиацией двигаются вдоль электрического поля к центру детектора , где неглубокий n+ контакт работает как собирающий электрод.
Рис .4-8 Распределение поля в SDD детекторе.
Предусилитель интегрирован в центре устройства и изолирован от анода кольцевой защитной структурой.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.