JP2001099939A - エレクトロメータ回路 - Google Patents
エレクトロメータ回路Info
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- JP2001099939A JP2001099939A JP28108299A JP28108299A JP2001099939A JP 2001099939 A JP2001099939 A JP 2001099939A JP 28108299 A JP28108299 A JP 28108299A JP 28108299 A JP28108299 A JP 28108299A JP 2001099939 A JP2001099939 A JP 2001099939A
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- input
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- cooling
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 電離箱に接続されるエレクトロメータ回路に
おいて入力段素子の温度特性を安定化する。 【解決手段】 ２回路入りＪＦＥＴ素子２２はＪＦＥＴ
１８及び２０によって構成され、ＪＦＥＴ１８のゲート
には電離箱１０からの微弱電流が入力される。それらの
ＪＦＥＴ１８，２０の出力間において差動増幅が行われ
る。ＪＦＥＴ素子２２には冷却素子３０が密着接合され
ており、温度制御部３４によってＪＦＥＴ素子２２を冷
却して一定の冷却温度に保つことが可能である。これに
より入力抵抗を上げて温度特性を安定化できる。
おいて入力段素子の温度特性を安定化する。 【解決手段】 ２回路入りＪＦＥＴ素子２２はＪＦＥＴ
１８及び２０によって構成され、ＪＦＥＴ１８のゲート
には電離箱１０からの微弱電流が入力される。それらの
ＪＦＥＴ１８，２０の出力間において差動増幅が行われ
る。ＪＦＥＴ素子２２には冷却素子３０が密着接合され
ており、温度制御部３４によってＪＦＥＴ素子２２を冷
却して一定の冷却温度に保つことが可能である。これに
より入力抵抗を上げて温度特性を安定化できる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電離箱型の放射線
測定装置で利用されるエレクトロメータ回路の改良に関
する。
測定装置で利用されるエレクトロメータ回路の改良に関
する。
【０００２】
【従来の技術】エレクトロメータ回路は、電離箱からの
微弱電流を増幅し、検出信号として出力する回路であ
る。従来のエレクトロメータは、高抵抗型の入力段素子
と、その出力信号を増幅する増幅器と、で構成され、そ
れ全体として差動増幅器を構成している。電離箱からの
信号は極めて微弱であり、それ故、入力段素子としては
高抵抗型のＭＯＳ−ＦＥＴなどが利用される。ここで相
補型素子を利用するのは、一対の入力段素子の特性（特
に温度特性）を可能な限り合致させて、その特性差によ
り不本意に発生する後段の差動増幅器への出力差を無く
すためである。
微弱電流を増幅し、検出信号として出力する回路であ
る。従来のエレクトロメータは、高抵抗型の入力段素子
と、その出力信号を増幅する増幅器と、で構成され、そ
れ全体として差動増幅器を構成している。電離箱からの
信号は極めて微弱であり、それ故、入力段素子としては
高抵抗型のＭＯＳ−ＦＥＴなどが利用される。ここで相
補型素子を利用するのは、一対の入力段素子の特性（特
に温度特性）を可能な限り合致させて、その特性差によ
り不本意に発生する後段の差動増幅器への出力差を無く
すためである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ＭＯＳ
−ＦＥＴを利用する場合及びそれ以外の相補型素子を利
用する場合のいずれにおいても、素子温度の変化が素子
における伝達特性や入力抵抗などの特性を大幅に左右す
る。従来においては、素子テストなどを繰り返し、でき
る限り温度による伝達特性のそろった素子を厳選して用
いていたが、より感度を安定化したい要望がある。
−ＦＥＴを利用する場合及びそれ以外の相補型素子を利
用する場合のいずれにおいても、素子温度の変化が素子
における伝達特性や入力抵抗などの特性を大幅に左右す
る。従来においては、素子テストなどを繰り返し、でき
る限り温度による伝達特性のそろった素子を厳選して用
いていたが、より感度を安定化したい要望がある。
【０００４】本発明は、上記従来の課題に鑑みなされた
ものであり、その目的は、入力段素子の動作を安定化
し、測定の精度及び信頼性を向上することにある。
ものであり、その目的は、入力段素子の動作を安定化
し、測定の精度及び信頼性を向上することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】（１）上記目的を達成す
るために、本発明は、放射線検出器からの微弱電流を入
力し、増幅された検出信号を出力するエレクトロメータ
回路において、前記微弱電流が入力される高入力抵抗型
の入力段素子と、前記入力段素子からの出力信号を増幅
して前記検出信号を出力する増幅器と、前記入力段素子
を冷却する冷却機構と、を含むことを特徴とする。
るために、本発明は、放射線検出器からの微弱電流を入
力し、増幅された検出信号を出力するエレクトロメータ
回路において、前記微弱電流が入力される高入力抵抗型
の入力段素子と、前記入力段素子からの出力信号を増幅
して前記検出信号を出力する増幅器と、前記入力段素子
を冷却する冷却機構と、を含むことを特徴とする。
【０００６】上記構成によれば、入力段素子を冷却して
入力抵抗を上げることが可能で、その結果リーク電流を
下げることができる。その冷却温度は結露などが生じな
い温度に設定するのが望ましい。
入力抵抗を上げることが可能で、その結果リーク電流を
下げることができる。その冷却温度は結露などが生じな
い温度に設定するのが望ましい。
【０００７】望ましくは、前記冷却機構はペルチェ効果
を利用した半導体素子で構成される。望ましくは、前記
入力段素子の温度を検出する温度センサと、前記入力段
素子の温度に基づいて前記冷却機構を制御する温度制御
部と、を含む。
を利用した半導体素子で構成される。望ましくは、前記
入力段素子の温度を検出する温度センサと、前記入力段
素子の温度に基づいて前記冷却機構を制御する温度制御
部と、を含む。
【０００８】（２）また、上記目的を達成するために、
本発明は、放射線検出器からの微弱電流を入力し、増幅
された検出信号を出力する差動増幅型のエレクトロメー
タ回路において、前記微弱電流が入力される高入力抵抗
型の第１入力段素子、及び、それと相補関係にありゼロ
調整信号が入力される第２入力段素子からなる一体型の
入力段素子ペアと、前記入力段素子ペアからの出力信号
に対し、差動増幅を行って前記検出信号を出力する差動
増幅器と、前記入力段素子ペアを冷却する冷却機構と、
を含むことを特徴とする。
本発明は、放射線検出器からの微弱電流を入力し、増幅
された検出信号を出力する差動増幅型のエレクトロメー
タ回路において、前記微弱電流が入力される高入力抵抗
型の第１入力段素子、及び、それと相補関係にありゼロ
調整信号が入力される第２入力段素子からなる一体型の
入力段素子ペアと、前記入力段素子ペアからの出力信号
に対し、差動増幅を行って前記検出信号を出力する差動
増幅器と、前記入力段素子ペアを冷却する冷却機構と、
を含むことを特徴とする。
【０００９】望ましくは、前記入力段素子ペアとして、
デュアルタイプの接合型電界効果トランジスタ（ＪＦＥ
Ｔ）が利用される。デュアルタイプであれば温度特性が
揃っており、また温度差が生じ難い。ＪＦＥＴは温度を
下げることにより入力抵抗を更に上げることができる。
よって、入力抵抗が極めて高く且つ温度安定性の良好な
エレクトロメータ回路を構成できる。
デュアルタイプの接合型電界効果トランジスタ（ＪＦＥ
Ｔ）が利用される。デュアルタイプであれば温度特性が
揃っており、また温度差が生じ難い。ＪＦＥＴは温度を
下げることにより入力抵抗を更に上げることができる。
よって、入力抵抗が極めて高く且つ温度安定性の良好な
エレクトロメータ回路を構成できる。
【００１０】望ましくは、前記入力段素子ペアを加温す
る加温機構と、前記冷却機構及び前記加温機構を制御
し、前記入力段素子ペアの温度を常に所定温度に維持す
る温度制御部と、を含む。
る加温機構と、前記冷却機構及び前記加温機構を制御
し、前記入力段素子ペアの温度を常に所定温度に維持す
る温度制御部と、を含む。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施形態を
図面に基づいて説明する。
図面に基づいて説明する。
【００１２】図１には、本発明に係るエレクトロメータ
回路が組み込まれた放射線測定装置の要部構成が示され
ている。図１には、電離箱１０とエレクトロメータ回路
１２とが示されている。
回路が組み込まれた放射線測定装置の要部構成が示され
ている。図１には、電離箱１０とエレクトロメータ回路
１２とが示されている。
【００１３】電離箱１０は、外部電極１４と、その内部
に挿通された集電極１６とによって構成され、それらの
電極間には高電圧が印加される。放射線の入射によって
生じた電荷は集電極１６に集められ、微弱電流としてエ
レクトロメータ回路１２に出力される。
に挿通された集電極１６とによって構成され、それらの
電極間には高電圧が印加される。放射線の入射によって
生じた電荷は集電極１６に集められ、微弱電流としてエ
レクトロメータ回路１２に出力される。
【００１４】本実施形態において、エレクトロメータ回
路１２は、２回路入りＪＦＥＴ素子２２が設けられてい
る。そのＪＦＥＴ素子２２は、相補型の２つのＪＦＥＴ
１８，２０を一体化したものである。それらのＪＦＥＴ
は温度を下げることによりリーク電流が著しく小さくな
る特性を有している。この２回路入りＪＦＥＴ素子２２
としては、例えばTEMIC社製のMONOLITHIC N-CHANNEL JF
ET DUALS:U421/423などを用いることが可能である。
路１２は、２回路入りＪＦＥＴ素子２２が設けられてい
る。そのＪＦＥＴ素子２２は、相補型の２つのＪＦＥＴ
１８，２０を一体化したものである。それらのＪＦＥＴ
は温度を下げることによりリーク電流が著しく小さくな
る特性を有している。この２回路入りＪＦＥＴ素子２２
としては、例えばTEMIC社製のMONOLITHIC N-CHANNEL JF
ET DUALS:U421/423などを用いることが可能である。
【００１５】ＪＦＥＴ１８のゲートには電離箱１０から
の電流が入力され、一方、ＪＦＥＴ２０のゲートにはゼ
ロ調整信号が入力されている。それらのＪＦＥＴ１８，
２０のドレインは＋Ｖ電源に接続され、それらのソース
側は差動増幅回路２４に入力されている。すなわち、そ
の差動増幅回路２４によって２つのＪＦＥＴの出力に対
する差動増幅が実行される。ちなみに、抵抗Ｒ１はフィ
ードバック抵抗であり、このフィードバック抵抗Ｒ１と
しては極めて高抵抗のものが利用される。
の電流が入力され、一方、ＪＦＥＴ２０のゲートにはゼ
ロ調整信号が入力されている。それらのＪＦＥＴ１８，
２０のドレインは＋Ｖ電源に接続され、それらのソース
側は差動増幅回路２４に入力されている。すなわち、そ
の差動増幅回路２４によって２つのＪＦＥＴの出力に対
する差動増幅が実行される。ちなみに、抵抗Ｒ１はフィ
ードバック抵抗であり、このフィードバック抵抗Ｒ１と
しては極めて高抵抗のものが利用される。
【００１６】２つのＪＦＥＴ１８，２０と−Ｖ電源との
間には２つの可変抵抗器２６，２８が設けられており、
それらによってバイアスレベルが調整されている。
間には２つの可変抵抗器２６，２８が設けられており、
それらによってバイアスレベルが調整されている。
【００１７】本実施形態においては、上述のようなデュ
アルタイプのＪＦＥＴ素子２２に密着して冷却素子３０
が設けられている。この冷却素子３０はペルチェ効果な
どを利用した半導体素子であり、電流を流すことにより
冷却作用を発揮するものである。その冷却素子３０には
温度センサ３２が設けられており、その温度センサ３２
によってＪＦＥＴ素子２２の温度を検出可能である。
アルタイプのＪＦＥＴ素子２２に密着して冷却素子３０
が設けられている。この冷却素子３０はペルチェ効果な
どを利用した半導体素子であり、電流を流すことにより
冷却作用を発揮するものである。その冷却素子３０には
温度センサ３２が設けられており、その温度センサ３２
によってＪＦＥＴ素子２２の温度を検出可能である。
【００１８】温度制御部３４は、その温度センサ３２か
らの検出温度信号に基づいて冷却素子３０の冷却作用を
制御している。例えばＪＦＥＴ素子２２は、−１５℃〜
＋６０℃の範囲内において動作可能であるが、冷却素子
３０によって常に例えば０〜２０℃の中のいずれかの温
度に維持される。この場合に、回路に結露が生じない温
度に冷却温度を設定するのが望ましい。
らの検出温度信号に基づいて冷却素子３０の冷却作用を
制御している。例えばＪＦＥＴ素子２２は、−１５℃〜
＋６０℃の範囲内において動作可能であるが、冷却素子
３０によって常に例えば０〜２０℃の中のいずれかの温
度に維持される。この場合に、回路に結露が生じない温
度に冷却温度を設定するのが望ましい。
【００１９】図２には、ＪＦＥＴ素子２２と冷却素子３
０との関係が示されており、ＪＦＥＴ素子２２の上面に
冷却素子３０が接合された状態が示されている。もちろ
ん、放熱のために放熱板などを設けるのが望ましい。
０との関係が示されており、ＪＦＥＴ素子２２の上面に
冷却素子３０が接合された状態が示されている。もちろ
ん、放熱のために放熱板などを設けるのが望ましい。
【００２０】上記の実施形態によれば、入力段素子の温
度を一定の冷却温度に維持できるため、その入力抵抗を
より上げてリーク電流を低減し、そのような温度安定化
条件の下で、高精度の放射線計測を行えるという利点が
ある。冷却温度はユーザーにより任意設定可能にしても
望ましく、また気象条件や環境条件あるいは要求される
測定精度などに応じて自動設定されるようにしてもよ
い。
度を一定の冷却温度に維持できるため、その入力抵抗を
より上げてリーク電流を低減し、そのような温度安定化
条件の下で、高精度の放射線計測を行えるという利点が
ある。冷却温度はユーザーにより任意設定可能にしても
望ましく、また気象条件や環境条件あるいは要求される
測定精度などに応じて自動設定されるようにしてもよ
い。
【００２１】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によればエ
レクトロメータ回路の温度特性を安定化し、高精度の放
射線測定を行うことが可能となる。
レクトロメータ回路の温度特性を安定化し、高精度の放
射線測定を行うことが可能となる。
【図１】 本発明に係るエレクトロメータ回路の構成例
を示す図である。
を示す図である。
【図２】 ＪＦＥＴ素子と冷却素子との関係を示す図で
ある。
ある。
１０ 電離箱、１２ エレクトロメータ回路、１４ 外
部電極、１６ 集電極、１８，２０ ＪＦＥＴ、２２
２回路入りＪＦＥＴ素子、２４ 差動増幅回路。
部電極、１６ 集電極、１８，２０ ＪＦＥＴ、２２
２回路入りＪＦＥＴ素子、２４ 差動増幅回路。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2G088 GG01 JJ37 KK05 KK07 LL15 LL17 LL21 5J090 AA03 AA12 CA02 CA86 CN01 FA17 FN10 FN14 HA01 HA09 HA43 HN20 KA02 KA65 MA13 SA15 TA01
Claims (6)
- 【請求項１】 放射線検出器からの微弱電流を入力し、
増幅された検出信号を出力するエレクトロメータ回路に
おいて、 前記微弱電流が入力される高入力抵抗型の入力段素子
と、 前記入力段素子からの出力信号を増幅して前記検出信号
を出力する増幅器と、 前記入力段素子を冷却する冷却機構と、 を含むことを特徴とするエレクトロメータ回路。 - 【請求項２】 請求項１記載の回路において、 前記冷却機構はペルチェ効果を利用した半導体素子が用
いられることを特徴とするエレクトロメータ回路。 - 【請求項３】 請求項１記載の回路において、 前記入力段素子の温度を検出する温度センサと、 前記入力段素子の温度に基づいて前記冷却機構を制御す
る温度制御部と、 を含むことを特徴とするエレクトロメータ回路。 - 【請求項４】 放射線検出器からの微弱電流を入力し、
増幅された検出信号を出力する差動増幅型のエレクトロ
メータ回路において、 前記微弱電流が入力される高入力抵抗型の第１入力段素
子、及び、それと相補関係にありゼロ調整信号が入力さ
れる第２入力段素子からなる一体型の入力段素子ペア
と、 前記入力段素子ペアからの出力信号に対し、差動増幅を
行って前記検出信号を出力する差動増幅器と、 前記入力段素子ペアを冷却する冷却機構と、 を含むことを特徴とするエレクトロメータ回路。 - 【請求項５】 請求項４記載の装置において、 前記入力段素子ペアとして、デュアルタイプの接合型電
界効果トランジスタが利用されることを特徴とするエレ
クトロメータ回路。 - 【請求項６】 請求項４記載の回路において、 前記入力段素子ペアを加温する加温機構と、 前記冷却機構及び前記加温機構を制御し、前記入力段素
子ペアの温度を常に所定温度に維持する温度制御部と、 を含むことを特徴とするエレクトロメータ回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28108299A JP2001099939A (ja) | 1999-10-01 | 1999-10-01 | エレクトロメータ回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28108299A JP2001099939A (ja) | 1999-10-01 | 1999-10-01 | エレクトロメータ回路 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001099939A true JP2001099939A (ja) | 2001-04-13 |
Family
ID=17634088
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28108299A Pending JP2001099939A (ja) | 1999-10-01 | 1999-10-01 | エレクトロメータ回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001099939A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110261883A (zh) * | 2019-06-27 | 2019-09-20 | 上海联影医疗科技有限公司 | 剂量监测装置和放射治疗装置 |
-
1999
- 1999-10-01 JP JP28108299A patent/JP2001099939A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110261883A (zh) * | 2019-06-27 | 2019-09-20 | 上海联影医疗科技有限公司 | 剂量监测装置和放射治疗装置 |
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