CN108802795A - 一种提高空间硅半导体探测器信噪比的方法 - Google Patents

一种提高空间硅半导体探测器信噪比的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN108802795A
CN108802795A CN201810693706.9A CN201810693706A CN108802795A CN 108802795 A CN108802795 A CN 108802795A CN 201810693706 A CN201810693706 A CN 201810693706A CN 108802795 A CN108802795 A CN 108802795A
Authority
CN
China
Prior art keywords
silicon semiconductor
noise ratio
sensor
silicon
signal
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201810693706.9A
Other languages
English (en)
Inventor
把得东
郭睿
薛玉雄
冯展祖
柳青
杨生胜
黄凡
黄一凡
田海
王光毅
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Lanzhou Institute of Physics of Chinese Academy of Space Technology
Original Assignee
Lanzhou Institute of Physics of Chinese Academy of Space Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Lanzhou Institute of Physics of Chinese Academy of Space Technology filed Critical Lanzhou Institute of Physics of Chinese Academy of Space Technology
Priority to CN201810693706.9A priority Critical patent/CN108802795A/zh
Publication of CN108802795A publication Critical patent/CN108802795A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01T—MEASUREMENT OF NUCLEAR OR X-RADIATION
    • G01T1/00—Measuring X-radiation, gamma radiation, corpuscular radiation, or cosmic radiation
    • G01T1/16—Measuring radiation intensity
    • G01T1/24—Measuring radiation intensity with semiconductor detectors

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • High Energy & Nuclear Physics (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Measurement Of Radiation (AREA)
  • Geophysics And Detection Of Objects (AREA)

Abstract

本发明公开了一种提高空间硅半导体探测器信噪比的方法，将硅半导体传感器和前置放大电路集成在同一块电路板上，有效减小了硅传感器和前置放大电路间传输导线的长度，减小了传输导线的分布电容，提高了硅传感器的信噪比；同时，还能减小整个探测器的体积，具有重要的工程应用意义。

Description

一种提高空间硅半导体探测器信噪比的方法
技术领域
本发明属于粒子探测器技术领域，具体涉及一种提高空间硅半导体探测器信噪比的方法。
背景技术
带电粒子是空间环境的重要组成部分。自空间探测活动开始起，带电粒子就成为空间探测活动的重要内容之一。50年多来，人们发射了数百个航天器在太空的各个区域对带电粒子进行探测和研究。空间带电粒子探测器多采用的是由硅半导体传感器或硅半导体传感器和其它传感器组合而形成的多元粒子探测器。在以往的设计中，硅传感器和前置放大电路并未集成在一起，前置放大器通常和其它电子学电路(如主放大电路，成形电路等)设计在一起，共同构成空间带电粒子探测器的电子学系统。因此，带电粒子和硅传感器作用后产生的电信号将通过一段较长的导线传输到前置放大电路中。由于导线的长度较大，因此，导线具有相对较大的电阻和分布电容，降低了探测器的信噪比，使得半导体探测器的分辨率变差，这一点对弱信号或小信号具有更显著的影响。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的是提供一种提高空间硅半导体探测器信噪比的方法，可以减小提高硅传感器的信噪比；同时，减小整个探测器的体积。
一种提高空间硅半导体探测器信噪比的方法，将硅半导体传感器(1-5)和前置放大电路(1-3)布置在同一块电路板上；且硅半导体传感器(1-5)镶嵌该电路板的中央，前置放大电路(1-3)环绕在硅半导体传感器(1-5)的周围；前置放大(1-3)和(1-5)间通过导线传输信号。
进一步的，所述电路板通过四周的四个螺孔(1-2)固定在一个形状规则的铝合金(1-1)上。
本发明具有如下有益效果：
本发明的一种提高空间硅半导体探测器信噪比的方法，将硅半导体传感器和前置放大电路集成在同一块电路板上，有效减小了硅传感器和前置放大电路间传输导线的长度，减小了传输导线的分布电容，提高了硅传感器的信噪比；同时，还能减小整个探测器的体积，具有重要的工程应用意义。
附图说明
图1是本发明的空间硅半导体探测器的结构示意图；
其中，1-1：铝合金框架，1-2：螺孔,1-3：前置放大电路板,1-4：电接口，1-5：硅半导体传感器。
具体实施方式
下面结合附图并举实施例，对本发明进行详细描述。
设空间硅半导体探测器1-5的电容为Cd，前置放大器的输入电容为Ca，探测器和前置放大器间的传输导线的电容为Cc，带电粒子在硅传感器中产生的电荷量为Q，则带电粒子在硅传感器中产生的电信号在前置放大电路中形成的输入电压Va可以表示为：
由(1)式可知，若提高Va，即提高传感器的信噪比，需要增大Q或者减小Cd+Ca+Cc的值。通常，带电粒子在硅传感器中产生的电荷Q较小，对某种具有能量为E的带电粒子而言，其在厚度一定的硅半导体传感器中产生的Q基本不变。因此，只能通过减小Cd，Ca和Cc的方式来提高信噪比。由于Cd是硅传感器自身的电容，与传感器的制造工艺相关。因此，硅传感器研制成功后，Cd即为定值。Ca为前置放大电路的输入电容，与前置放大电路有关，减小Ca的代价较高。Cc为硅传感器和前置放大电路间导线的分布电容，与导线的长度成正比。因此，只要尽可能减小Cc，即能达到提高硅传感器信噪比的目的。
为此，如图1所示，本发明将硅半导体传感器1-5镶嵌在一块电路板的中央，硅半导体传感器1-5的周围设计为前置放大电路1-3，前置放大电路1-3和硅传感器1-5间通过导线传输信号。由于前置放大电路1-3紧邻硅传感器1-5，有效地减小了硅传感器1-5和前置放大电路1-3间传输导线的长度，即减小了传输导线的分布电容Cc，从而达到了提高硅传感器1-5信噪比的目的。另外，将电路板通过四周的四个螺孔1-2固定在一个形状规则的铝合金框架1-1上，使得硅半导体传感器1-5与前置放大电路1-3集成为一体，减小了整个探测器的体积，还方便探测器的安装。电路板上设置有与外围电路连接的电接口1-4。
综上所述，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种提高空间硅半导体探测器信噪比的方法，其特征在于，将硅半导体传感器(1-5)和前置放大电路(1-3)布置在同一块电路板上；且硅半导体传感器(1-5)镶嵌该电路板的中央，前置放大电路(1-3)环绕在硅半导体传感器(1-5)的周围；前置放大(1-3)和(1-5)间通过导线传输信号。
2.如权利要求1所述的一种提高空间硅半导体探测器信噪比的方法，其特征在于，所述电路板通过四周的四个螺孔(1-2)固定在一个形状规则的铝合金(1-1)上。
CN201810693706.9A 2018-06-29 2018-06-29 一种提高空间硅半导体探测器信噪比的方法 Pending CN108802795A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810693706.9A CN108802795A (zh) 2018-06-29 2018-06-29 一种提高空间硅半导体探测器信噪比的方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810693706.9A CN108802795A (zh) 2018-06-29 2018-06-29 一种提高空间硅半导体探测器信噪比的方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN108802795A true CN108802795A (zh) 2018-11-13

Family

ID=64072901

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201810693706.9A Pending CN108802795A (zh) 2018-06-29 2018-06-29 一种提高空间硅半导体探测器信噪比的方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN108802795A (zh)

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5041839A (en) * 1981-03-11 1991-08-20 The Secretary Of State For Defence In Her Britannic Majesty's Government Of The United Kingdom Of Great Britain And Northern Ireland Electromagnetic radiation sensors
US5339285A (en) * 1993-04-12 1994-08-16 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Monolithic low noise preamplifier for piezoelectric sensors
CN102183779A (zh) * 2010-12-29 2011-09-14 中国科学院空间科学与应用研究中心 一种多方向高能粒子探测器
CN104280759A (zh) * 2014-09-05 2015-01-14 兰州空间技术物理研究所 一种空间高能电子探测器
CN105181808A (zh) * 2015-10-10 2015-12-23 济南大学 一种前放集成声发射传感器及其制备方法
CN106768318A (zh) * 2016-11-09 2017-05-31 中国科学院高能物理研究所 单光子探测系统
CN108072890A (zh) * 2016-11-15 2018-05-25 中国科学院国家空间科学中心 一种三维高能粒子辐射效应综合探测器

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5041839A (en) * 1981-03-11 1991-08-20 The Secretary Of State For Defence In Her Britannic Majesty's Government Of The United Kingdom Of Great Britain And Northern Ireland Electromagnetic radiation sensors
US5339285A (en) * 1993-04-12 1994-08-16 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Monolithic low noise preamplifier for piezoelectric sensors
CN102183779A (zh) * 2010-12-29 2011-09-14 中国科学院空间科学与应用研究中心 一种多方向高能粒子探测器
CN104280759A (zh) * 2014-09-05 2015-01-14 兰州空间技术物理研究所 一种空间高能电子探测器
CN105181808A (zh) * 2015-10-10 2015-12-23 济南大学 一种前放集成声发射传感器及其制备方法
CN106768318A (zh) * 2016-11-09 2017-05-31 中国科学院高能物理研究所 单光子探测系统
CN108072890A (zh) * 2016-11-15 2018-05-25 中国科学院国家空间科学中心 一种三维高能粒子辐射效应综合探测器

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
石红: "嫦娥一号卫星太阳风离子探测器数据分析", 《物理学报》 *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103888084A (zh) 一种用于带电粒子探测器的集成前置放大器
JP2005539413A5 (zh)
JP6393347B2 (ja) 電荷検出増幅器
CN103487632A (zh) 屏蔽式开环无聚磁环隧道磁阻传感器
CN107831527B (zh) 一种中能电子探测器一体化设计探测探头
CN109445527B (zh) 平板电脑数据转存系统
JP2018014757A (ja) 増幅器及び放射線検出器
CN204392193U (zh) 一种中子探测器的放大电路
CN108802795A (zh) 一种提高空间硅半导体探测器信噪比的方法
CN204832539U (zh) 高灵敏度三分量有源地震传感器
KR102483516B1 (ko) 알파 입자의 펄스 검출을 통한 라돈 측정기
CN104684371A (zh) 一种无源可调磁场屏蔽器及其屏蔽方法
CN102420577A (zh) 多路抗干扰低噪声电荷灵敏前置放大器
CN202548093U (zh) 微电流化学信号拾取装置
CN105629287B (zh) 一种分布式卫星多方向辐射剂量率测量装置
CN205353223U (zh) 一种振动电容式静电传感器
CN201368920Y (zh) 温度稳定的闪烁探测装置
CN104569867B (zh) 超导量子干涉传感组件及所适用的超导量子干涉传感器
JP6745481B2 (ja) 赤外線検出装置及びその製造方法
CN2695987Y (zh) 低噪音电荷灵敏前置放大器
CN105277817B (zh) 一种卫星深层充电探测装置、系统及卫星
CN104569869B (zh) 磁传感器
KR101557647B1 (ko) 복합 탐지 기능의 저전력 센서모듈
CN117871970B (zh) 一种具有有源屏蔽电路的静电传感器装置
Semkin et al. Measurements of particle distributions over the cross section of the accelerator channel for simulating micrometeorites

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20181113

RJ01 Rejection of invention patent application after publication