新型密集阵列探测器如GEM、硅和碲锌镉半导体阵列探测器等发展迅速,在高能和天体物理、医学成像以及安全检查等领域中有广泛的应用前景。这些探测器读出密度高、通道多,读出电路已经成为这些探测器技术进一步发展及应用的瓶颈。本课题开展了基于专用集成电路的高密度读出电路的研究,取得了较好的进展1)通过厚膜电路、国外同类芯片的测试与应用以及电路仿真等对读出芯片结构进行了优化与验证;2)掌握了低噪声CMOS电荷灵敏前放和成形放大器设计等核心技术,噪声水平降低到10电子以下,在相同工艺和条件下达到了国际最好的水平;3)完成了16通道GEM探测器前端芯片的研制,每个通道实现了前放、成形以及峰检测/保持电路等;4)在上述基础上新增完成了线性放电ADC芯片的研制。通过本项目,我们掌握了辐射探测器专用集成电路设计的关键技术,开发和研制了具有自主知识产权的前端芯片,培养和建立起多个具有ASIC设计和研发能力的创新团队,为高密度阵列探测器的发展和应用打下了坚实基础,对于我国粒子物理与核物理、天体物理、同步辐射等实验科学领域进入世界先进水平具有极其重要的意义。
英文主题词ASIC; Front-End; Low noise amplifier; High-density array detector; GEM