EA001454B1

EA001454B1 - Детектор излучения (варианты)

Info

Publication number: EA001454B1
Application number: EA200000382A
Authority: EA
Inventors: Вячеслав Александрович Данилов; Виктор Иванович Козусь
Original assignee: Вячеслав Александрович Данилов; Виктор Иванович Козусь
Priority date: 1999-04-26
Filing date: 2000-03-16
Publication date: 2001-04-23
Also published as: AU4538300A; US20030071232A1; EA200000382A2; EP1111406B1; EP1111406A4; ATE285586T1; DE60016884T2; WO2000068709A3; EP1111406A2; DE60016884D1; EA200000382A3; WO2000068709A2

Abstract

Изобретение относится к области технической физики, в частности к технике детектирования излучения. Достигаемый технический результат - повышение чувствительности и точности при регистрации интенсивности излучения, а также расширение динамического диапазона регистрируемых интенсивностей излучения. Первый вариант детектора излучения содержит фотодиод и нагрузку, включенные последовательно, причем нагрузка сигнальным выводом соединена с фотодиодом, а с другой стороны соединена с общей шиной. Причем детектор дополнительно содержит транзистор и генератор импульсов опроса, при этом второй электрод фотодиода соединен с первым электродом транзистора, управляющий электрод которого соединен с выходом генератора импульсов опроса, а третий электрод транзистора соединен с общей шиной. Кроме того, параллельно нагрузке может быть включено N групп элементов, каждая из которых состоит из последовательно включенного фотодиода и транзистора, а генератор импульсов опроса при этом содержит N выходов, каждый из которых соединен с управляющим электродом транзистора из соответствующей группы элементов, где N - целое число больше 1. Кроме того, детектор излучения может содержать L нагрузок, где L - целое число больше 1. При этом общее число групп элементов равно числу выходов у генератора импульсов опроса. Кроме того, параллельно фотодиодам могут быть включены конденсаторы. Второй вариант детектора излучения содержит чувствительный к излучению элемент и нагрузку, причем чувствительный элемент подключен с одной стороны к шине питающего напряжения, а нагрузка с одной стороны соединена с общей шиной. Причем детектор дополнительно содержит

Description

Предлагаемое устройство относится к области технической физики, в частности, к технике детектирования излучения и может быть использовано при фотометрии, дозиметрии, а также при измерении пространственно-энергетических характеристик полей оптического и ионизирующего излучений. Известен детектор излучения, используемый для регистрации и фотометрии оптического излучения [1]. Детектор содержит фотодиод, включенный в простейшем случае параллельно нагрузке, либо последовательно с источником напряжения смещения и с нагрузкой [1]. При этом в качестве нагрузки используется обычно входная цепь усилителя тока или заряда. Известны также одномерные и двухмерные фотодиодные и фототранзисторные матрицы [2, 3], а также приемники изображения на основе приборов с зарядовой связью (ПЗС) [4]. Эти устройства осуществляют регистрацию пространственно-энергетических характеристик полей оптического излучения. Известны детекторы ионизирующих излучений, используемые для регистрации, дозиметрии и спектрометрии ядерных излучений [5]. Структура этих детекторов аналогична структуре детекторов оптического излучения, где вместо фотодиодов используются ионизационные камеры, пропорциональные счетчики, полупроводниковые датчики, сцинтилляционные счетчики или фотодиоды в паре со сцинтилляторами [5]. Известны координаточувствительные детекторы ионизирующих излучений (КДИИ) одномерного и двухмерного координатного анализа, используемые в технике ядерного эксперимента для регистрации следов элементарных частиц и измерения пространственного распределения потока ядерных частиц [6, 7]. Эти детекторы представляют собой систему проволочных электродов, помещенных в общий газовый объем, либо систему напыленных на поверхности кристалла кремния полосковых электродов, соединенных с электроникой считывания координатной информации.

Из известных детекторов излучения наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является детектор, описанный в [1]. Этот детектор содержит фотодиод, включенный параллельно нагрузке, либо последовательно с нагрузкой и источником напряжения смещения. При этом нагрузкой является входная цепь усилителя постоянного тока или заряда. Этот детектор предназначен для регистрации оптического излучения, а при сочленении фотодиода со сцинтиллятором может использоваться для регистрации ионизирующих излучений. Недостатком такого детектора является невысокая чувствительность, что обусловлено в значительной мере шумами и дрейфом нуля усилителя постоянного тока, используемого в качестве нагрузки детектора.

Сущность первого варианта заявляемого изобретения заключается в том, что в детекторе излучения, содержащем фотодиод и нагрузку, включенные последовательно, причем нагрузка сигнальным выводом соединена с фотодиодом, а с другой стороны соединена с общей шиной, дополнительно содержится транзистор и генератор импульсов опроса, при этом второй электрод фотодиода соединен с первым электродом транзистора, управляющий электрод которого соединен с выходом генератора импульсов опроса, а третий электрод транзистора соединен с общей шиной. Кроме того, параллельно нагрузке включено N групп элементов, каждая из которых состоит из последовательно включенного фотодиода и транзистора, а генератор импульсов опроса содержит N выходов, каждый из которых соединен с управляющим электродом транзистора из соответствующей группы элементов, где N - целое число, большее единицы. Кроме того, детектор может содержать Ь нагрузок, причем параллельно каждой ί-ой нагрузке включено N групп элементов, а общее количество групп элементов в детекторе равно числу N выходов генератора импульсов опроса , где Ь целое число, большее 1, а N -целое положительное число. Кроме того, параллельно фотодиодам включены конденсаторы.

Сущность второго варианта заявляемого изобретения заключается в том, что в детекторе излучения, содержащем чувствительный к излучению элемент и нагрузку, причем чувствительный элемент подключен с одной стороны к шине питающего напряжения, а нагрузка с одной стороны соединена с общей шиной, дополнительно содержится ключевой транзистор, конденсатор и генератор импульсов опроса, при этом чувствительный элемент с другой стороны соединен с первым электродом транзистора и с первой обкладкой конденсатора, вторая обкладка которого соединена с сигнальным выводом нагрузки, выход генератора импульсов опроса соединен с управляющим электродом транзистора, третий электрод которого соединен с общей шиной. Кроме того, между шиной питающего напряжения и общей шиной включено N групп элементов, каждая из которых состоит из последовательно включенного чувствительного к излучению элемента и транзистора, общая точка которых подключена через конденсатор к сигнальному выводу нагрузки, а генератор импульсов опроса содержит N выходов, каждый из которых соединен с управляющим электродом транзистора из соответствующей группы элементов, где N - целое число, большее 1. Кроме того, детектор может содержать Ь нагрузок, причем сигнальный вывод каждой ί-ой нагрузки подключен к N группам элементов, а общее количество групп элементов в детекторе равно числу N выходов генератора импульсов опроса, где Ь - целое число, большее 1, а N - целое положительное число. Кроме того, между чувствительным элементом и общей точкой ключево3 го транзистора и конденсатора включен резистор.

Сущность третьего варианта заявляемого изобретения заключается в том, что в детекторе излучения, содержащем чувствительный к излучению элемент и нагрузку, причем чувствительный элемент подключен с одной стороны к шине питающего напряжения, а нагрузка с одной стороны соединена с общей шиной, дополнительно содержится транзистор и генератор импульсов опроса, при этом чувствительный элемент с другой стороны соединен с первым электродом транзистора, выход генератора импульсов опроса соединен с управляющим электродом транзистора, третий электрод которого соединен с сигнальным выводом нагрузки. Кроме того, между первым электродом транзистора и общей шиной включен конденсатор, а между первым электродом транзистора и чувствительным элементом включен резистор.

Заявляемое изобретение направлено на повышение чувствительности и точности при регистрации интенсивности излучения, а также на расширение динамического диапазона регистрируемых интенсивностей излучения.

Для первого варианта заявляемого изобретения, содержащего как в прототипе фотодиод и нагрузку, включенные последовательно, повышение точности и чувствительности при измерении интенсивности излучения достигается путем дополнительного введения в состав детектора ключевого транзистора и генератора импульсов опроса с соответствующими связями этих элементов с остальными элементами детектора. В результате этого фототок фотодиода преобразуется из постоянного в импульсный, который может быть измерен меньшей величины с более высокой точностью ввиду отсутствия у импульсных усилителей тока и заряда низкочастотных составляющих шума - таких как фликкер - шум и дрейф нуля, характерных для усилителей постоянного тока. Включение параллельно нагрузке N групп элементов, состоящих из транзистора и фотодиода, которые связаны с N выходами генератора импульсов опроса, дает детектору излучения новое качество способность анализировать пространственное распределение интенсивности регистрируемого излучения. По сравнению с известными одномерными фотодиодными линейками [3], заявляемое решение позволяет реализовать более широкий динамический диапазон регистрируемых интенсивностей излучения. Это обусловлено тем, что динамический диапазон, определяемый как отношение максимальной регистрируемой интенсивности излучения к минимальной, задается диапазоном изменения проинтегрированного на емкости фотодиода электрического заряда и диапазоном изменения периода интегрирования этого заряда. Диапазон изменения проинтегрированного на емкости фотодиода заряда определяется отношением максималь ного значения проинтегрированного заряда к шумовому заряду усилителя, регистрирующего этот заряд. При прочих равных условиях диапазон изменения проинтегрированного на емкости фотодиода заряда прямо пропорционален корню квадратному из величины его емкости, поскольку максимальное значение проинтегрированного на фотодиоде заряда растет прямо пропорционально величине его емкости, а величина шумового заряда усилителя растет прямо пропорционально только корню квадратному из величины емкости на его входе [5]. Диапазон изменения периода интегрирования фототока на емкости фотодиода, в свою очередь, определяется отношением максимально возможного его значения к минимально возможному значению. Максимальная длительность периода интегрирования фототока определяется сопротивлением утечки фотодиода, транзистора и изоляции монтажной платы и возрастает прямо пропорционально увеличению суммарной емкости фотодиода и ключевого транзистора. Минимальная длительность периода интегрирования фототока определяется постоянной времени разряда суммарной емкости фотодиода и ключевого транзистора в процессе формирования сигнала считывания проинтегрированного заряда. Длительность этой постоянной времени прямо пропорциональна суммарной емкости фотодиода и ключевого транзистора и сопротивлению открытого ключевого - транзистора. Таким образом, динамический диапазон регистрируемых интенсивностей излучения оказывается тем шире, чем больше емкость фотодиода и сопротивление утечки заряда с него, а также чем меньше сопротивление открытого ключевого транзистора. Заявляемое решение характеризуется тем, что в качестве ключевого транзистора детектора могут использоваться как полевые транзисторы подобно известным фотодиодным линейкам, так и биполярные транзисторы. Возможность применения биполярных транзисторов, обладающих в сравнении с полевыми транзисторами в сотни раз большей крутизной, в качестве ключевых транзисторов заявляемого детектора позволяет снизить в сотни раз сопротивление открытого ключевого транзистора и соответственно при прочих равных условиях в сотни раз расширить динамический диапазон регистрируемых интенсивностей излучения. Для получения заданного динамического диапазона регистрируемых интенсивностей излучения параллельно фотодиодам включаются конденсаторы необходимой емкости. Для уменьшения шумов усилителя детектор может содержать Ь нагрузок.

Для второго варианта заявляемого изобретения, содержащего как в прототипе чувствительный к излучению элемент и нагрузку, повышение чувствительности и точности при регистрации интенсивности излучения достигается также путем дополнительного введения в состав детектора транзистора и генератора импульсов опроса с соответствующими связями этих элементов с остальными элементами детектора. Включение между шиной питающего напряжения и общей шиной N групп элементов, состоящих из ключевого транзистора, чувствительного к излучению элемента и конденсатора, которые связаны с N выходами генератора импульсов опроса, дает детектору излучения новое качество - способность анализировать пространственное распределение интенсивности регистрируемого излучения. По сравнению с известными одномерными фотодиодными линейками второй вариант заявляемого детектора (также как и первый вариант) позволяет реализовать более широкий динамический диапазон регистрируемых интенсивностей излучения, а также позволяет применять чувствительные к излучению элементы, требующие высоковольтного питающего напряжения, например, такие как пропорциональные счетчики, ионизационные камеры, фоторезисторы и т.п., и тем самым расширить область возможных применений детектора. Повышение чувствительности и точности при регистрации излучения, а также расширение динамического диапазона регистрируемых интенсивностей излучения достигается во втором варианте заявляемого решения в силу действия причин, приводящих к достижению этих же технических результатов первым вариантом заявляемого решения. Для уменьшения шумов усилителя детектор может содержать Ь нагрузок.

Для третьего варианта заявляемого изобретения, содержащего как в прототипе чувствительный к излучению элемент и нагрузку, повышение чувствительности и точности при регистрации интенсивности излучения достигается также путем дополнительного введения в состав детектора ключевого транзистора и генератора импульсов опроса с соответствующими связями этих элементов с остальными элементами детектора. Повышение чувствительности и точности при регистрации излучения достигается в третьем варианте заявляемого решения в силу действия причин, способствующих достижению этих же технических результатов первым вариантом заявляемого решения. Для получения заданного динамического диапазона регистрируемых интенсивностей излучения между первым электродом ключевого транзистора и общей шиной включается конденсатор необходимой емкости.

На фиг. 1, 2 и 3 приведены три модификации электрической схемы первого варианта заявляемого детектора излучения, использующего в качестве чувствительных элементов фотодиоды. На фиг. 4, 5, 6 и 7 приведены четыре модификации электрической схемы второго варианта заявляемого детектора излучения, использующие различные типы чувствительных элементов, работающих при наличии напряжения сме смещения, в том числе высоковольтного. На фиг. 8 и 9 приведены две модификации электрической схемы третьего варианта заявляемого детектора, использующие различные типы чувствительных элементов, работающих при наличии напряжения смещения.

Предлагаемый детектор излучения содержит генератор 1 импульсов опроса, чувствительный к излучению элемент 2 (для первого варианта предлагаемого детектора -фотодиод), ключевой транзистор 3 и нагрузку 4. У второго и третьего вариантов в состав детектора может входить также токоограничивающий резистор 5. При этом в первом варианте детектора (см. фиг. 1, 2, 3) фотодиод 2 и нагрузка 4 включены последовательно, причем нагрузка 4 сигнальным выводом соединена с фотодиодом 2, а с другой стороны с общей шиной. Второй электрод фотодиода 2 соединен с первым электродом (например, эмиттером) ключевого транзистора 3, управляющий электрод (например, база) соединен через резистор 6 с выходом генератора 1 импульсов опроса, а третий электрод транзистора 3 (например, коллектор) соединен с общей шиной. Параллельно фотодиоду 2 может быть включен интегрирующий конденсатор 7. Во второй модификации первого варианта детектора (см. фиг. 2) параллельно нагрузке 4 включено N групп ⁸1 ⁸2, ...^{, 8}ν элементов, каждая из которых состоит из последовательно включенных ключевого транзистора 3 и фотодиода 2, параллельно которому может быть включен интегрирующий конденсатор 7. Кроме того, генератор 1 импульсов опроса содержит N выходов, каждый из которых соединен через резистор 6 с управляющим электродом (базой) ключевого транзистора 3 из соответствующей группы элементов, где N - целое число, большее 1. В третьей модификации первого варианта детектора (см. фиг.3) содержится Ь нагрузок 41, 4₂, ..., 4_Ъ, причем параллельно каждой ί-ой нагрузке включено N упомянутых выше групп элементов, а генератор 1 импульсов опроса содержит N выходов, число которых равно общему количеству групп элементов в детекторе, где Ь - целое положительное число, большее 1, а Ν₁- целое положительное число.

Во втором варианте предлагаемого детектора (см. фиг. 4, 5, 6, 7) в качестве чувствительных элементов 2 возможно применение помимо фотодиодов и других типов элементов, например, ионизационных камер (см. фиг. 4) или пропорциональных счетчиков ионизирующего излучения (см. фиг. 5, 6, 7). В первой наиболее простой модификации второго варианта предлагаемого детектора (см. фиг. 4, 5) содержатся генератор 1 импульсов опроса, чувствительный к излучению элемент 2, ключевой транзистор 3, нагрузка 4, токоограничивающий резистор 5 и интегрирующий конденсатор 7. При этом чувствительный к излучению элемент 2 подключен с одной стороны к шине питающего напряже ния, а с другой стороны соединен через токоограничивающий резистор 5 с первым электродом (например, стоком или эмиттером) ключевого транзистора 3 и с первой обкладкой интегрирующего конденсатора 7, вторая обкладка которого соединена с сигнальным выводом нагрузки 4, второй вывод которой соединен с общей шиной. Кроме того, выход генератора 1 импульсов опроса соединен с управляющим электродом (затвором или базой) ключевого транзистора 3. Причем, если ключевым транзистором 3 является биполярный транзистор, то между выходом генератора 1 и базой транзистора 3 включен резистор 6 (см. фиг. 5). Третий электрод (например, исток или коллектор) ключевого транзистора 3 соединен с общей шиной. К шине питающего напряжения подведено постоянное напряжение Е_п необходимой полярности и величины. В качестве ключевого транзистора 3 могут применяться как полевые (см. фиг. 4), так и биполярные (см. фиг. 5) транзисторы.

Во втором варианте предлагаемого детектора наиболее целесообразно применять чувствительные к различным видам излучения элементы, требующие для эффективной работы подачи напряжения смещения, в том числе и высоковольтного. Во второй модификации второго варианта предлагаемого детектора излучения (см. фиг. 6) между шиной питающего напряжения и общей шиной включено N групп 8₁,

8₂.. ...8_Ν элементов, каждая из которых состоит из последовательно включенного чувствительного к излучению элемента 2 и ключевого транзистора 3, общая точка которых подключена через интегрирующий конденсатор 7 к сигнальному выводу нагрузки 4. Кроме того, генератор 1 импульсов опроса содержит N выходов, каждый из которых соединен через резистор 6 с управляющим электродом (базой) ключевого транзистора 3 из соответствующей группы элементов, где N - целое число, большее 1. В третьей модификации второго варианта детектора излучения (см. фиг. 7) содержится Ь нагрузок 4₁,

4₂.. ..4_ь, причем сигнальный выход каждой ί-ой нагрузки подключен к Ν₁ упомянутым выше группам элементов, а генератор 1 импульсов опроса содержит N выходов, число которых равно общему количеству групп элементов в детекторе, где Ь - целое число, большее 1, а Ν₁ целое положительное число.

В третьем варианте предлагаемого детектора излучения (см. фиг. 8, 9) также возможноприменение помимо фотодиодов других видов чувствительных элементов 2, требующих для эффективной работы подачи напряжения смещения, например, для фоторезисторов (см. фиг. 8). В первой наиболее простой модификации третьего варианта предлагаемого детектора (см. фиг. 8) содержатся генератор 1 импульсов опроса, чувствительный к излучению элемент 2, ключевой транзистор 3, нагрузка 4 и токоогра ничивающий резистор 5. При этом чувствительный к излучению элемент 2 подключен с одной стороны к шине питающего напряжения, а с другой стороны соединен через токоограничивающий резистор 5 с первым электродом (например, стоком) ключевого транзистора 3. Выход генератора 1 импульсов опроса соединен с управляющим электродом (затвором) ключевого транзистора 3, третий электрод (например, исток) которого соединен с сигнальным выводом нагрузки 4, соединенной с другой стороны с общей шиной. К шине питающего напряжения подведено постоянное напряжение Е_п необходимой полярности и величины. Во второй модификации третьего варианта предлагаемого детектора излучения (см. фиг. 9) дополнительно содержится интегрирующий конденсатор 7, который включен между первым электродом (например, стоком) ключевого транзистора 3 и общей шиной. В качестве ключевого транзистора 3 в третьем варианте предлагаемого детектора излучения могут применяться только полевые транзисторы, собственная емкость которых используется в качестве интегрирующей в первой модификации этого варианта детектора.

Генератор 1 импульсов опроса в предлагаемом детекторе излучения представляет собой генератор импульсов напряжения прямоугольной формы. Амплитуда и полярность выходных импульсов напряжения выбираются из условия отпирания ими соответствующих ключевых транзисторов детектора. Для многоэлементных модификаций детектора в качестве генератора 1 могут быть использованы кольцевые счетчики, дешифраторы, регистры сдвига и другие устройства, имеющие число выходов, равное числу ключевых транзисторов в детекторе и формирующие на выходах в соответствующие моменты времени импульсы напряжения необходимой полярности, амплитуды и длительности. Частота генератора 1 задает период интегрирования регистрируемого детектором излучения и определяет предел регистрируемой интенсивности.

Принцип работы детектора излучения состоит в следующем.

Возникающий при воздействии излучения ток чувствительного элемента 2 интегрируется на общей емкости чувствительного элемента 2 и параллельно включенного интегрирующего конденсатора 7 (см. фиг. 1, 2, 3), на емкости интегрирующего конденсатора 7 (см. фиг. 4-7), на собственной емкости ключевого транзистора 3 и интегрирующего конденсатора 7 (см. фиг. 9) во время между опросами транзистора 3. В момент опроса ключевого транзистора 3 с выхода генератора 1 на управляющий электрод транзистора 3 подается импульс напряжения опроса с полярностью, отпирающий транзистор 3. В результате отпирания транзистора 3 через него протекает импульс тока, переносящий через конденсатор 7 и нагрузку 4 проинтегрированный на конденсаторе 7 (а также на емкости чув ствительного элемента 2 либо на емкости транзистора 3) заряд. Одновременно при подаче импульса опроса через нагрузку 4 протекают заряды перезарядки межэлектродных емкостей транзистора 3 через емкость чувствительного элемента 2 и/или интегрирующего конденсатора 7 (см. фиг. 1-7), либо непосредственно (см. фиг. 8, 9). Такие же по величине, но обратные по знаку заряды протекают через указанные цепи при снятии импульса опроса. В результате после подачи каждого импульса опроса через нагрузку 4 протекает суммарный заряд, равный заряду проинтегрированного на конденсаторе 7 и/или на собственной емкости чувствительного элемента 2 тока этого элемента за период времени между подачами импульса опроса. В случае включения нагрузки 4 между ключевым транзистором 3 и общей шиной (см. фиг. 8, 9) после подачи импульса опроса в нагрузку 4 переносится заряд тока чувствительного элемента 2, проинтегрированного на суммарной емкости конденсатора 7 и /или транзистора 3. Этот заряд пропорционален потоку излучения, попавшему на чувствительный элемент 2 за время между опросами соответствующего ключевого транзистора 3.

У многоэлементных модификаций детектора (см. фиг. 2, 3, 6, 7) генератор 1 импульсов опроса имеет множество выходов, на каждом из которых формируются в заданной последовательности импульсы напряжения. При этом происходит последовательный опрос ключевых транзисторов 3, входящих в группы элементов 8, отвечающий, например, поочередному считыванию соответствующих интегрирующих конденсаторов 7, а на нагрузке 4 формируется последовательность импульсов тока, которые при добавлении к ним в соответствующие моменты времени синхроимпульсов представляются в форме видеосигнала. Причем координата чувствительного элемента детектора однозначно определяется номером соответствующего ему импульса на нагрузке или моментом появления этого импульса, а число частиц излучения, зарегистрированных в данном чувствительном элементе, определяется амплитудой соответствующего ему импульса тока. В модификациях детектора с несколькими нагрузками (см. фиг. 3, 7) последовательность импульсов тока считывания формируется поочередно на каждой нагрузке в периоды времени опроса ключевых транзисторов, входящих в группы элементов 8, связанных с данной нагрузкой. Наличие нескольких нагрузок в детекторе позволяет, не увеличивая шум регистрирующих сигналы считывания интегрирующих конденсаторов усилителей, увеличить общее число чувствительных элементов в детекторе. Способность предлагаемого детектора анализировать пространственно-энергетические характеристики исследуемых полей излучений различных видов в широком диапазоне интенсивностей, кроме повышенной чувствительности при регистрации излучения, существенно расширяет его функциональные возможности и область применения.

Изобретение может быть использовано в ядерной физике, дозиметрии, радиационной дефектоскопии, оптике, фотометрии, кристаллографии, медицине и других областях науки и техники.

Литература

1. Уитсон Дж. 500 практических схем на ИС. Пер. с англ. М.: Мир, 1992, с.278, с.88.

2. Золотарев В.Ф. Безвакуумные аналоги телевизионных трубок. М.: Энергия, 1972, 216 с.

3. Полупроводниковые формирователи сигналов изображения. Под ред. П. Йесперса, Ф. Ван де Виле и М.Уайта, пер. с англ. М.: Мир, 1979, 573 с.

4. Приборы с зарядовой связью. Пер. с англ., под ред. Д.Ф. Барба. М.: Мир, 1982, 240 с.

5. Цитович А.П. Ядерная электроника. М.: Энергоатомиздат, 1984, с.5-33.

6. Заневский Ю.В. Проволочные детекторы элементарных частиц. М.: Атомиздат, 1978.

7. Кленнер Р. Кремниевые детекторы. Атомная техника за рубежом, 1986, № 6, с.3540.

Claims

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

1 . Детектор излучения, содержащий фотодиод и нагрузку, включенные последовательно, причем нагрузка сигнальным выводом соединена с фотодиодом, а с другой стороны соединена с общей шиной, отличающийся тем, что детектор дополнительно содержит транзистор и генератор импульсов опроса, при этом второй электрод фотодиода соединен с первым электродом транзистора, управляющий электрод которого соединен с выходом генератора импульсов опроса, а третий электрод транзистора соединен с общей шиной.
2. Детектор излучения по п.1, отличающийся тем, что параллельно нагрузке включено N групп элементов, каждая из которых состоит из последовательно включенного фотодиода и транзистора, а генератор импульсов опроса содержит N выходов, каждый из которых соединен с управляющим электродом транзистора из соответствующей группы элементов, где N целое число больше 1 .
3. Детектор излучения по п.2, отличающийся тем, что детектор содержит Ь нагрузок, причем параллельно каждой ί-ой нагрузке включено N групп элементов, а общее количество групп элементов, содержащихся в детекторе, равно числу N выходов генератора импульсов опроса, где Ь - целое число больше 1, Нцелое положительное число.
4. Детектор излучения по пп.1 и/или 2 или 3, отличающийся тем, что параллельно фотодиодам включены конденсаторы.
5. Детектор излучения, содержащий чувствительный к излучению элемент и нагрузку, причем чувствительный элемент подключен с одной стороны к шине питающего напряжения, а нагрузка с одной стороны соединена с общей шиной, отличающийся тем, что детектор дополнительно содержит транзистор, конденсатор и генератор импульсов опроса, при этом чувствительный элемент с другой стороны соединен с первым электродом транзистора и с первой обкладкой конденсатора, вторая обкладка которого соединена с сигнальным выводом нагрузки, а выход генератора импульсов опроса соединен с управляющим электродом транзистора, третий электрод которого соединен с общей шиной.
6. Детектор излучения по п.5, отличающийся тем, что между шиной питающего напряжения и общей шиной включено N групп элементов, каждая из которых состоит из последовательно включенного чувствительного к излучению элемента и транзистора, общая точка которых подключена через конденсатор к сигнальному выводу нагрузки, а генератор импульсов опроса содержит N выходов, каждый из которых соединен с управляющим электродом транзистора из соответствующей группы элементов, где N - целое число больше 1.
7. Детектор излучения по п.6, отличающийся тем, что детектор содержит I. нагрузок, причем сигнальный вывод каждой ΐ-ой нагрузки подключен к щ группам элементов, а общее количество групп элементов, содержащихся в детекторе, равно числу N выходов генератора импульсов опроса, где I. - целое число больше 1, щ- целое положительное число.
8. Детектор излучения по пп.5 и/или 6 или 7, отличающийся тем, что между чувствительными элементами и общими точками транзисторов и конденсаторов включены резисторы.
9. Детектор излучения, содержащий чувствительный к излучению элемент и нагрузку, причем чувствительный элемент подключен с одной стороны к шине питающего напряжения, а нагрузка с одной стороны соединена с общей шиной, отличающийся тем, что детектор дополнительно содержит транзистор и генератор импульсов опроса, при этом чувствительный элемент с другой стороны соединен с первым электродом транзистора, выход генератора импульсов опроса соединен с управляющим электродом транзистора, третий электрод которого соединен с сигнальным выводом нагрузки.
10. Детектор излучения по п.9, отличающийся тем, что между первым электродом транзистора и общей шиной включен конденсатор.
11. Детектор излучения по п.9 и/или 10, отличающийся тем, что между первым электродом транзистора и чувствительным элементом включен резистор.