半導(dǎo)體探測器ppt課件(2)(編輯修改稿)
2025-02-10 10:23 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 0時， P區(qū) 和 N區(qū) 的電位應(yīng)相等，即 2020022 beNaeNV AD???? ??又因： bNaN AD ? 所以： AeNVbba??2)( 00??耗盡區(qū)的總寬度 ： baW ??當(dāng) NDNA時， ba。則 bW ?當(dāng) NAND時， ab。則 aW ?一般可寫成： 02/1002VeNVWi????????????Ni為 摻雜少 的一邊的 雜質(zhì)濃度 。 (3) 結(jié)區(qū)寬度 的限制因素 受材料的 擊穿電壓 的限制： 受 暗電流 的限制，因?yàn)椋? WI G ?0VW ?(4) 結(jié)電容 隨工作電壓的變化 011VWC d ?? 根據(jù)結(jié)區(qū)電荷隨外加電壓的變化率，可以計(jì)算得到結(jié)區(qū)電容： 120014 2 2ideNCWV???????? ???? 結(jié)區(qū)電容隨外加電壓變化而變化，外加電壓的不穩(wěn)定可以影響探測器輸出電壓幅度的不穩(wěn)定。 即： PN結(jié)半導(dǎo)體探測器的類型 1) 擴(kuò)散結(jié) (Diffused Junction)型探測器 采用 擴(kuò)散工藝 —— 高溫擴(kuò)散 或 離子注入 ；材料一般選用 P型高阻硅 ， 電阻率為 1000；在電極引出時一定要保證為 歐姆接觸， 以防止形成另外的結(jié)。 2) 金硅面壘 (Surface Barrier)探測器 一般用 N型高阻硅 ， 表面蒸金 50～ 100?g/cm2 氧化形成 P型硅 ，而形成 PN結(jié)。工藝成熟、簡單、價廉。 半導(dǎo)體探測器的輸出信號 1) 輸出回路 須考慮 結(jié)電阻 Rd和 結(jié)電容 Cd， 結(jié)區(qū)外 半導(dǎo)體材料的 電阻 和 電容 RS， CS。 C?LR測量儀器 ?R ?CdC)(0 tI dRSRSCC?LR?R ?CdC)(0 tI dRSRSC0R aCdC)(0 tI?RRRR Ld ////0 ??CCC a ???2) 輸出信號 當(dāng) R0(Cd+Ca) tc ( tc為載流子收集時間 )時，為 電壓脈沖型工作狀態(tài) ： ad CCeNh???輻射在靈敏體積內(nèi)產(chǎn)生的電子－空穴對數(shù) 脈沖后沿以時間常數(shù) R0(Cd+Ca) 指數(shù)規(guī)律下降。 脈沖前沿從粒子入射至全部載流子被收集 (tc)。 t)(tVctad CCeNh???)(/ 0 ad CCRtadeCCeN ????但是，由于 輸出電壓脈沖幅度 h與 結(jié)電容 Cd有關(guān)，而 結(jié)電容 隨 偏壓 而變化，因此當(dāng)所加偏壓不穩(wěn)定時，將會使 h 發(fā)生附加的漲落， 不利于能譜的測量；為解決該矛盾， PN結(jié)半導(dǎo)體探測器通常 不用 電壓型 或 電流型 前置放大器，而是采用電荷靈敏前置放大器 。電荷靈敏放大器的輸入電容極大，可以保證 C入 Cd ，而 C入 是十分穩(wěn)定的，從而大大減小了 Cd變化的影響。若反饋電容和反饋電阻為 Cf和 Rf，則輸出脈沖幅度為： 0/1 VC d ?fNehC?輸出回路的 時間常數(shù) 為： ff CR?0?3) 載流子收集時間 由于在邊界，電場強(qiáng)度趨于 0，定義載流子掃過 x＝ 的距離的時間為載流子收集時間： st C 8911 10~10108??? ???????可以獲得快的上升時間。 主要性能 主要用于測量 重帶電粒子 的 能譜 ，如 ?,p等，一般要求 耗盡層厚度 大于 入射粒子的射程 。 1) 能量分辨率 影響能量分辨率的因素 為： (1) 輸出 脈沖幅度的統(tǒng)計(jì)漲落 EwFvEEN????? ? 式中： F為法諾因子 ， 對 Si， F=；對Ge， F=。 w為產(chǎn)生一個 電子 — 空穴 對所需要的平均能量 。 能量分辨率可用 FWHM表示： EwFEEF W H M ?????? ? FWHM 或 ?E 稱為 半高寬 或 線寬 ，單位為： KeV。 1 2. 36 4. 08E F w E Ke V? ? ? ? ?以 210Po的 E＝ 的 ?粒子為例， 對一種 PN結(jié)探測器，由于輸出脈沖幅度的 統(tǒng)計(jì)漲落 引起的線寬為： (2) 探測器和電子學(xué)噪聲
教學(xué)課件相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號-1