核儀器概論教學(xué)課件ppt前置放大器、譜儀放大器(已修改)
2025-10-23 12:05 本頁(yè)面
【正文】 1 核儀器概論 2 第三章 前置放大器 第一節(jié) 概述 △ 探測(cè)器與前置放大器連接的等效電路圖 IO( t )RiCiV ( t ) 若 RiCiIo(t)的持續(xù)時(shí)間時(shí)， V(t)的幅度與 Io(t)的積分成正比，即與入射粒子的能量成正比 。 3 一、 電壓靈敏前置放大器 電壓 + Vo Vi CD Cs CA ii 探測(cè)器 電壓靈敏前置 放大器 電壓 放大器 o M i MV V Q??/iM iV Q C?Ci=CD+CA+CS 0wtiQ i d t? ?ii vi vo 電壓靈敏 前置放大器 電荷靈敏 前置放大器 （ 上述電路忽略了 Ri ） 第二節(jié) 譜儀前置放大器的類型 4 放大器輸入電容 CA可能由于輸入級(jí)增益不穩(wěn)定而變化。 使用 PN結(jié)半導(dǎo)體探測(cè)器時(shí)，如偏壓不穩(wěn)，則結(jié)電容 CD將發(fā)生變化等。 當(dāng) Ci不穩(wěn)定 時(shí)，輸出電壓幅度 VoM也不穩(wěn)定 ，在能譜測(cè)量中，這將使系統(tǒng)的 能量分辨率降低 。 所以電壓靈敏前置放大器一般只 適用于能量分辨率比較低 的譜儀系統(tǒng) 。 例如 ， 用 閃爍探測(cè)器 的幅度或能譜測(cè)量系統(tǒng) 。 電壓靈敏 前置放大器的 問(wèn)題 ： 輸入端總電容 Ci可能是不穩(wěn)定的 。如： 5 二、電荷靈敏前置放大器 具有 良好的低噪聲性能。目前高分辨率能譜測(cè)量系統(tǒng) (如：各種半導(dǎo)體譜儀 )中使用的幾乎都是電荷靈敏前置放大器 。 電荷靈敏前置放大器的工作原理 6 若： AO為開(kāi)環(huán)放大倍數(shù)。 00() ( 1 )oO M Oi f o i fA Q A QVVC C A C? ? ? ? ??其中 Q為輸入電荷， Cifo = Ci+(1+Ao)Cf 0wtiQ i d t? ?OMfQVC?+C fi fC iv fv oi iv iC ifot w0A+7 如果滿足 AoCf 》 Ci＋ Cf OMfQVC?則 實(shí)際上反饋電容 Cf可以足夠穩(wěn)定，所以輸出幅度 VoM反映了輸入電荷 Q的大小且與 Ci無(wú)關(guān) 。鑒于這一特點(diǎn)，我們將這種前置放大器稱為電荷靈敏前置放大器。 只要 Cf保持恒定不變，不論 Ci 、 Ao是否穩(wěn)定，輸出電壓幅度對(duì)輸入電荷的“放大倍數(shù)”都是穩(wěn)定的。 （ 實(shí)際上 Ci：幾十 pf ~ 上百 pf Ao：幾千 ) 8 電荷靈敏前置放大器的實(shí)用電路 電荷靈敏前放的實(shí)用電路形式有多種， 阻容反饋型是 最常用 的一種 。 1）、 原理電路 Vo Rf Cf Vi +H .V ii =Qδ (t) D RD C T1 (a)交流耦合電路 Vo Rf Cf Vi H .V ii =Qδ (t) D (b)直流耦合電路 Cf－ Rf 構(gòu)成反饋網(wǎng)絡(luò) （ Rf 為 Cf 提供放電回路），因此稱這種型式的前置放大器為阻容反饋電荷靈敏放大器。 9 2）、噪聲簡(jiǎn)介 Vo Rf Cf Ci = CD +Cs +CA RD diDL 2 diRf 2 ii A diRD 2 diTL 2 dVTC 2 探測(cè)器漏電流噪聲 電阻 RD熱噪聲 場(chǎng)效應(yīng)管柵極漏電流噪聲 場(chǎng)效應(yīng)管溝道噪聲 電
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