CN104502946A - 基于cmos芯片的射线探测装置及探测方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于CMOS芯片的射线探测装置,该装置包括:芯片bonding板；CMOS芯片，固定于芯片bonding板上；传感材料，位于CMOS芯片上方但不与CMOS芯片接触；PCB板，所述PCB板中开有窗口；电极，一侧附在传感材料上，另一侧固定在PCB板上；公开了一种基于CMOS芯片的射线探测方法：在电极上加交变电压；在极板电压由正压切换到负压并保持在负压状态下，探测射线信号；射线透过极板上预留的窗口进入传感材料中，电荷信号通过传感材料与CMOS芯片之间的电容耦合到CMOS芯片上，根据CMOS芯片上所有像素的响应，得到CMOS芯片上的二维信号分布；根据芯片上的二维信号分布，得到射线强度的二维分布。本发明采用传感材料与CMOS芯片不焊接这种方式来探测射线，是一种新的射线探测方法。

Description

基于CMOS芯片的射线探测装置及探测方法
技术领域
本发明涉及射线探测领域，尤其涉及一种基于CMOS芯片的探测射线装置及探测方法。
背景技术
现有用芯片与传感材料探测射线的装置，是将传感材料与芯片是直接连在一起，在传感材料上极板加上正电压或者负电压，电荷信号可以通过芯片直接收集；而传感材料与芯片之间分离的情况下，如何收集信号是一个问题。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于针对现有技术中的缺陷，提供一种基于CMOS芯片的探测射线装置及探测方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种基于CMOS芯片的射线探测装置,包括:
芯片bonding板；
CMOS芯片，固定于芯片bonding板上；
传感材料，位于CMOS芯片上方但不与CMOS芯片接触；
PCB板，所述PCB板中开有窗口；
电极，一侧附在传感材料上，另一侧固定在PCB板上。
按上述方案，所述CMOS芯片由像素阵列构成。
按上述方案，所述电极镀在传感材料上。
一种使用上述装置的射线探测方法，包括以下步骤：
1）在电极上加交变电压；
2）在电压由正电压切变为负电压或者由负电压切换为正电压时，将射线打入传感材料中，电荷信号通过传感材料与CMOS芯片之间的电容耦合到CMOS芯片上；
3）根据CMOS芯片上所有像素的响应，得到CMOS芯片上的二维信号分布
4)像素传感芯片在由负电压切换为正电压或正电压切变到负电压之前复位、扫描像素，读出采集数据；
5）根据芯片上的二维信号分布，得到射线强度的二维分布。
本发明产生的有益效果是：通过我们这种方法，可以将传感材料直接与CMOS芯片结合起来用来做射线的探测。而不用将传感材料分割的更细。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：
图1是本发明实施例的结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
一种基于CMOS芯片的射线探测装置,包括: PCB板1、电极2、传感材料3、CMOS芯片4和芯片bonding板5；
CMOS芯片4，固定于芯片bonding板5上；
传感材料3，位于CMOS芯片4上方但不与CMOS芯片4接触；
PCB板1，所述PCB板中开有窗口；
电极2，一侧附在传感材料3上，另一侧固定在PCB板1上。
一种使用上述装置的射线探测方法，包括以下步骤：
1）在电极上加交变电压；
2）在电压由正电压切变为负电压或者由负电压切换为正电压时，将射线打入传感材料中，电荷信号通过传感材料与CMOS芯片之间的电容耦合到CMOS芯片上；
3）根据CMOS芯片上所有像素的响应，得到CMOS芯片上的二维信号分布
4)像素传感芯片在由负电压切换为正电压或正电压切变到负电压之前复位、扫描像素，读出采集数据；
5）根据芯片上的二维信号分布，得到射线强度的二维分布。
应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (3)

1.一种基于CMOS芯片的射线探测装置,包括:
芯片bonding板；
CMOS芯片，固定于芯片bonding板上；
传感材料，位于CMOS芯片上方但不与CMOS芯片接触；
PCB板，所述PCB板中开有窗口；
电极，一侧附在传感材料上，另一侧固定在PCB板上。
2.根据权利要求1所述的射线探测装置，其特征在于，所述CMOS芯片由像素阵列构成。
3.基于权利要求1所述的射线探测装置的射线探测方法，其特征在于，包括以下步骤：
1）在电极上加交变电压；
2）在电压由正电压切变为负电压或者由负电压切换为正电压时，将射线打入传感材料中，电荷信号通过传感材料与CMOS芯片之间的电容耦合到CMOS芯片上；
3）根据CMOS芯片上所有像素的响应，得到CMOS芯片上的二维信号分布；
4)像素传感芯片在由负电压切换为正电压或正电压切变到负电压之前复位、扫描像素，读出采集数据；
5）根据芯片上的二维信号分布，得到射线强度的二维分布。
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李琰等: "CMOS有源集成像素传感器检测高能物理粒子", 《深圳大学学报理工版》 *

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