JPH0533356B2 - - Google Patents

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JPH0533356B2
JPH0533356B2 JP13549284A JP13549284A JPH0533356B2 JP H0533356 B2 JPH0533356 B2 JP H0533356B2 JP 13549284 A JP13549284 A JP 13549284A JP 13549284 A JP13549284 A JP 13549284A JP H0533356 B2 JPH0533356 B2 JP H0533356B2
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JP
Japan
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circuit
signal
output
amplifier
wave height
Prior art date
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JP13549284A
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Yoshihiko Kumazawa
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Shimadzu Corp
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Publication of JPH0533356B2 publication Critical patent/JPH0533356B2/ja
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    • G01MEASURING; TESTING
    • G01TMEASUREMENT OF NUCLEAR OR X-RADIATION
    • G01T1/00Measuring X-radiation, gamma radiation, corpuscular radiation, or cosmic radiation
    • G01T1/16Measuring radiation intensity
    • G01T1/24Measuring radiation intensity with semiconductor detectors

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  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Measurement Of Radiation (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 (イ) 産業上の利用分野 この発明は半導体放射線検出装置に関し、この
半導体放射線検出装置は理工学の分野核医学の分
野等で使用される。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (a) Field of Industrial Application The present invention relates to a semiconductor radiation detection device, and this semiconductor radiation detection device is used in the fields of science and engineering, such as the field of nuclear medicine.

(ロ) 従来技術 CdTeやHgI2等の化合物半導体(半絶縁物も含
む)素子を用いた常温用放射線検出器では、一般
に正孔の易動度μhが電子の易動度μe比較して著
しく小さいため、電荷収集時間すなわち前置増幅
器(プリアンプ)の出力信号の立ち上り時間放射
線吸収位置に依存して大きなばらつきを示す。特
に、60KeV程度以上のγ線を陽極か陰極のどち
らか一方の側から入射させて測定する場合に、検
出効率の観点から結晶の厚さ(電極間距離)また
は空乏層の厚さが0.5mm程度以上であることを必
要とし、印加電圧に限界があるため上記傾向が顕
著になる。このような信号を主増幅器で波形整形
および増幅した後にマルチチヤンネルアナライザ
(以下MCAと略す)で波高分析すると、以下の2
つの原因により全エネルギ吸収ピークの波高分布
は低エネルギ側に尾を引いて非対称となり(第7
図a参照)、良いエネルギ分解能を得ることが難
しい。
(b) Prior art In room-temperature radiation detectors using compound semiconductor (including semi-insulating) elements such as CdTe and HgI 2 , the mobility of holes, μh, is generally significantly higher than the mobility of electrons, μe. Since the charge collection time, ie, the rise time of the output signal of the preamplifier, shows large variations depending on the radiation absorption position. In particular, when measuring gamma rays of approximately 60 KeV or more by entering them from either the anode or cathode side, the thickness of the crystal (distance between electrodes) or the thickness of the depletion layer is 0.5 mm from the viewpoint of detection efficiency. Since there is a limit to the applied voltage, the above-mentioned tendency becomes noticeable. When such a signal is waveform-shaped and amplified by the main amplifier and then analyzed by a multi-channel analyzer (hereinafter abbreviated as MCA), the following two results are obtained.
Due to two reasons, the wave height distribution of the total energy absorption peak becomes asymmetrical with a tail toward the lower energy side (7th
(see Figure a), it is difficult to obtain good energy resolution.

μh・τh積(τh;正孔の平均寿命)が小さい、
すなわち正孔の正孔捕獲中心に捕獲され易いこ
とに起因する電荷収集の不完全性。
The μh・τh product (τh; average lifetime of holes) is small,
In other words, imperfection in charge collection due to holes being easily captured by the hole trapping center.

波形整形回路の出力波高の入力信号立ち上り
時間に対する依存性。
Dependency of the output wave height of a waveform shaping circuit on the input signal rise time.

このうちに関しては結晶素子固有の性質であ
り、結晶の質の良否つまり正孔捕獲中心の濃度に
よつてτhが大きく異なる。これについては (1) 阪井英二;「HgI2放射線検出器の現状」応用
物理、46(10)1034(1977)などを参照されたい。
Among these, τh is a property unique to the crystal element, and τh varies greatly depending on the quality of the crystal, that is, the concentration of hole capturing centers. Regarding this, please refer to (1) Eiji Sakai; "Current status of HgI 2 radiation detectors" Applied Physics, 46(10) 1034 (1977).

は純粋に電子回路の応答特性の問題であり、
選択する波形整形回路(フイルタ)の種類とその
整形時定数に依存する。
is purely a problem of the response characteristics of the electronic circuit,
It depends on the type of waveform shaping circuit (filter) selected and its shaping time constant.

つぎに、第5図〜第9図を用いてもう少し詳し
く説明する。第5図に示すように、常温用放射線
検出器1は、CdTeやHgI2等の化合物半導体素子
11を放射線検出素子として用いて構成され、陰
極12と陽極13とを伴なつて構成される。通常
は高抵抗型CdTeやHgI2の場合、半絶縁性のため
素子11は結晶自身であり、両電極12,13は
アカダツク塗布または金属蒸着(HgI2の場合は
PdまたはGe蒸着)で形成され、低抵抗型CdTe
の場合は素子11は表面障害型またはpn接合型
である。したがつて前者の場合は結晶全体が有感
層であるのに対して、後者の場合有感層は空乏層
である。陰極12には負バイアス電圧が印加さ
れ、陽極13は前置増幅器(プリアンプ)2に接
続され、電圧信号Vpが得られる。さらに主増幅
器(波形整形増幅器)3を経てエネルギ信号Ve
に変換され、たとえばMCAなどでの波高分析が
可能となる。
Next, a more detailed explanation will be given using FIGS. 5 to 9. As shown in FIG. 5, the room temperature radiation detector 1 is constructed using a compound semiconductor element 11 such as CdTe or HgI 2 as a radiation detection element, and is constructed with a cathode 12 and an anode 13. Normally, in the case of high-resistance type CdTe or HgI 2 , the element 11 is the crystal itself due to its semi-insulating properties, and both electrodes 12 and 13 are coated with red or metal evaporated (in the case of HgI 2 , the element 11 is the crystal itself).
low-resistance CdTe
In this case, the element 11 is a surface disorder type or a pn junction type. Therefore, in the former case, the entire crystal is a sensitive layer, whereas in the latter case, the sensitive layer is a depletion layer. A negative bias voltage is applied to the cathode 12, and the anode 13 is connected to a preamplifier 2 to obtain a voltage signal Vp. Furthermore, the energy signal Ve is transmitted through the main amplifier (waveform shaping amplifier) 3.
This enables wave height analysis using, for example, MCA.

説明の便宜上、検出器1が平行平板状電極では
さまれ、陽極13から直流結合で信号が取り出さ
れる場合について図示したが、他の構成の場合も
同様である。
For convenience of explanation, a case is shown in which the detector 1 is sandwiched between parallel plate electrodes and a signal is extracted from the anode 13 by direct current coupling, but the same applies to other configurations.

有感層の厚さを1、放射線が吸収された位置の
陰極12からの距離をxとすると、x/1が充分
小さい領域での放射線事象に関しては、正孔の移
動距離が短く、電子の移動による信号が主体とな
り、電荷収集時間が短く、電荷収集も完全であ
る。しかしx/1がより大きい事象に関しては、
正孔の移動距離が長くなるため、電荷収集時間が
長くなり、前記原因つまり電荷収集の不完全性
も顕著となる。この傾向は前置増幅器2の出力信
号の波高値Vpmaxのx/1依存性として第6図
実線のように表わすことができる。なお、第6図
の横軸としては、吸収位置情報x/1の代りに、
電荷収集時間つまり前置増幅器2の出力信号の立
ち上り時間trに換算して表わしてもよい。
Assuming that the thickness of the sensitive layer is 1 and the distance from the cathode 12 to the position where radiation is absorbed is x, for radiation events in a region where x/1 is sufficiently small, the distance traveled by holes is short and the distance traveled by electrons is The signal mainly comes from movement, the charge collection time is short, and the charge collection is complete. However, for events where x/1 is larger,
Since the distance traveled by the holes becomes longer, the charge collection time becomes longer, and the aforementioned cause, that is, the incompleteness of charge collection, becomes more noticeable. This tendency can be expressed as the x/1 dependence of the peak value Vpmax of the output signal of the preamplifier 2, as shown by the solid line in FIG. In addition, as the horizontal axis of FIG. 6, instead of the absorption position information x/1,
It may also be expressed in terms of the charge collection time, that is, the rise time tr of the output signal of the preamplifier 2.

さらに、波形整形増幅器3は、前記原因つま
り入力信号の立ち上り時間依存性を持つており、
通常は入力信号波高一定の条件で入力信号の立ち
上り時間を大きくすると出力信号波高Vemaxが
低くなる傾向を持つ。すなわち、立ち上り時間が
大きい程、VemaxVpmaxが小さくなるため、
Vemaxのx/1(またはtr)依存性はたとえば第
6図の1点鎖線のように示される。
Furthermore, the waveform shaping amplifier 3 has the above-mentioned cause, that is, dependence on the rise time of the input signal.
Normally, if the input signal rise time is increased under the condition that the input signal wave height is constant, the output signal wave height Vemax tends to decrease. In other words, the larger the rise time, the smaller VemaxVpmax becomes.
The x/1 (or tr) dependence of Vemax is shown, for example, by the dashed-dotted line in FIG.

単一エネルギγ線を照射してこのようなエネル
ギ信号Veを波高分析すると、第3図aに例示す
るように全エネルギ吸収ピークは低エネルギ側に
尾を引いた非対称分布を示す。第3図b〜dは、
放射線の吸収位置によつて波高分布が異なること
を示し、x/1が大きい程前エネルギ吸収ピーク
が低エネルギ側にシフトしていることを示す。
When the wave height of such an energy signal Ve is analyzed by irradiating single-energy γ-rays, the total energy absorption peak shows an asymmetric distribution with a tail toward the lower energy side, as illustrated in FIG. 3a. Figures 3 b to d are
It shows that the wave height distribution differs depending on the radiation absorption position, and the larger x/1 means that the pre-energy absorption peak shifts to the lower energy side.

波形整形増幅器3について説明すると、その機
能としては、主に「増幅作用」、「回路雑音の低
減」、「計数率特性向上のための短いパルス幅の形
成」および「処理のし易い形状のパルスの形成の
4つを挙げることができる。ここで「処理のし易
い形状」とは、たとえば波高分析を行なう場合に
は特にパルスのピーク部が時間軸に対して比較的
平担であることを意味する。増幅器3に用いられ
る波形整形回路(フイルタ)には種々あり、それ
ぞれ「増幅作用」以外の3つの機能に関して一長
一短がある。回路雑音は主に半導体検出器と前置
増幅器の入力段に起源し、直列雑音、並列雑音、
フリツカ雑音、その他に分類される。波形整形回
路の整形時定数(以下時定数と略す)は、フイル
タの種類によつて多少定義が異なるが、どのフイ
ルタについても一般に時定数が小さい程直列雑音
が増大し、時定数が大きい程並列雑音が増大する
傾向を持ち、両者が同程度となるような時定数を
選択したときに全回路雑音は最少となる(フリツ
カ雑音は時定数に依存しない)。一方、時定数が
大きい程dead timeが長くなり、計数率特性が低
下するため、通常は回路雑音の低減と計数率特性
との間の妥協により時定数を選択する。
To explain the waveform shaping amplifier 3, its functions are mainly "amplification", "reduction of circuit noise", "formation of short pulse width to improve count rate characteristics", and "formation of pulses with easy-to-process shapes". There are four ways in which the pulse can be formed.Here, "shape that is easy to process" means that, for example, when performing pulse height analysis, the peak part of the pulse is relatively flat with respect to the time axis. means. There are various types of waveform shaping circuits (filters) used in the amplifier 3, and each has advantages and disadvantages regarding three functions other than "amplification". Circuit noise mainly originates from the semiconductor detector and the input stage of the preamplifier, and includes series noise, parallel noise,
Classified as fritska noise and others. The definition of the shaping time constant (hereinafter abbreviated as time constant) of a waveform shaping circuit differs depending on the type of filter, but in general, the smaller the time constant of any filter, the greater the series noise, and the larger the time constant, the greater the parallel noise. The total circuit noise is minimized when a time constant is selected such that the noise tends to increase and the two are about the same level (flicker noise does not depend on the time constant). On the other hand, the larger the time constant, the longer the dead time and the lower the count rate characteristics, so the time constant is usually selected as a compromise between circuit noise reduction and count rate characteristics.

しかし、電荷収集時間のばらつきが大きくて前
記原因つまり波形整形回路の固定波高のtr依存
性が無視できない場合は、その影響を小さく抑え
るために時定数(たとえばピーク到達時間)を電
荷収集時間のばらつきに比較して充分長い値に設
定することが必要となり、雑音最小の条件を満た
す時定数を必ずしも選択できないという問題およ
び計数率特性が低下するという問題を引き起す。
However, if the variation in charge collection time is large and the above-mentioned cause, i.e., the tr dependence of the fixed wave height of the waveform shaping circuit, cannot be ignored, the time constant (for example, peak arrival time) can be adjusted to minimize the effect of the variation in charge collection time. It is necessary to set a sufficiently long value compared to , which causes the problem that a time constant that satisfies the minimum noise condition cannot necessarily be selected and that the count rate characteristics deteriorate.

通常は波形整形回路に準ガウス形フイルタ(一
般に微分回路1段と積分回路多段の組合せで構成
される)を使用する例が多いが、これは比較的簡
単な回路構成で良好な回路雑音の低減化が得られ
るためである。すなわちこれは第9図のように、
波形整形増幅器として、微分回路および増幅器3
1と積分回路および増幅器32とで構成した増幅
器30を用いるもので、微分回路および増幅器3
1には通常CR微分回路1段が用いられ、特にポ
ールゼロキヤンセレーシヨンが使われている場合
が一般的である。積分回路および増幅器32で
は、積分回路にRC積分回路またはローパスアク
テイブフイルタが使用されるのが一般的で、積分
が1段の場合もあれば数段またはそれ以上に相当
するフイルタの場合もある。なお、積分回路およ
び増幅器32にはベースラインリストアラが含ま
れている場合が多く、他に、増幅器30内にパイ
ルアツプリジエクシヨン回路等が含まれている場
合も多い。しかし、この場合、前記原因の依存
性が比較的大きいという欠点を持つ。たとえば、
準ガウス形フイルタに関するVemax/Vpmaxの
tr依存性の例を第8図の1点鎖線a,a′,a″で示
すが、このようにa,a′,a″の順で時定数(ピー
ク到達時間)が大きくなつている。
Normally, a quasi-Gaussian filter (generally composed of a combination of one stage of differentiating circuit and multiple stages of integrating circuit) is used in the waveform shaping circuit, but this has a relatively simple circuit configuration and provides good circuit noise reduction. This is because it is possible to obtain In other words, as shown in Figure 9,
Differentiator circuit and amplifier 3 as waveform shaping amplifier
1, an integrating circuit and an amplifier 32, and a differentiating circuit and an amplifier 32.
1 usually uses one stage of CR differentiator circuit, and in particular, pole-zero cancellation is commonly used. In the integrating circuit and amplifier 32, an RC integrating circuit or a low-pass active filter is generally used as the integrating circuit, and the integrating circuit may have one stage of integration, or a filter that has several or more stages of integration. Note that the integrating circuit and the amplifier 32 often include a baseline restorer, and the amplifier 30 also often includes a pile up extraction circuit or the like. However, this case has the disadvantage that the dependence of the causes is relatively large. for example,
Vemax/Vpmax for quasi-Gaussian filter
An example of tr dependence is shown by the dashed-dotted lines a, a', a'' in FIG. 8, and the time constant (peak arrival time) increases in the order of a, a', a''.

また、単一遅延線クリツピングフイルタは、同
程度の時定数条件で比較すると、前記原因の依
存性が非常に小さいという特徴を持つが、本質的
に回路雑音が大きいという欠点を持つ。
Further, a single delay line clipping filter has a characteristic that the dependence on the above-mentioned causes is very small when compared under the same time constant conditions, but it has the disadvantage that it inherently has large circuit noise.

一方、大容量同軸型Geの検出器のように電荷
収集時間にばらつきが生じる系(前記原因のよ
うな電荷収集の不完全性はほとんど認められない
よいうな場合)に関して、時間変化型フイルタの
一種である疑似台形フイルタ、つまり準ガウスフ
イルタで整形した信号をさらにゲート積分器で一
定時間積分する方法を使用することにより、短に
時定数で前記原因の依存性をほとんどなくすこ
とを可能とし、良好なエネルギ分解能と計数率特
性が得られたという報告がある。これについて
は、たとえば、 (2) V.Radeka;“Trapezoidal Filtering of
Signal from Large Germanium Detectors
at High Rates.” IEEE Trans.Nucl.Sci.、NS−19(1)412
(1982) (3) F.S.Goulding、et al.;“Signal Processing
for Semiconductor Detectors.” IEEE Trans.Nucl.Sci.、NS−29(3)1125
(1982) などに詳しい。
On the other hand, for systems where the charge collection time varies, such as a large-capacity coaxial Ge detector (a good case where imperfection in charge collection like the cause described above is hardly recognized), a type of time-varying filter is used. By using a method in which the signal shaped by a quasi-trapezoidal filter, that is, a quasi-Gaussian filter, is further integrated for a certain period of time by a gate integrator, it is possible to almost eliminate the dependence of the above cause with a short time constant, and the result is good. It has been reported that excellent energy resolution and count rate characteristics were obtained. Regarding this, for example, (2) V.Radeka; “Trapezoidal Filtering of
Signal from Large Germanium Detectors
at High Rates.” IEEE Trans.Nucl.Sci., NS−19(1)412
(1982) (3) FSGoulding, et al.; “Signal Processing
for Semiconductor Detectors.” IEEE Trans.Nucl.Sci., NS−29(3)1125
(1982) etc.

なお、比較のため、疑似台形フイルタに関する
Vemax/Vpmaxのtr依存性の例を第8図実線
で示す。但しこれは同図aに示した準ガウス形フ
イルタの出力を一定時間積分した場合を示し、積
分時間の程度のtrまでVemax/Vpmaxはほぼ一
定である。この時のdead timeは同図aよりは長
くなりa′と同程度であつた。
For comparison, the information regarding the pseudo trapezoidal filter is shown below.
An example of the tr dependence of Vemax/Vpmax is shown by the solid line in FIG. However, this shows the case where the output of the quasi-Gaussian filter shown in FIG. The dead time at this time was longer than that shown in a of the same figure, and was about the same as that of a'.

以上述べたような化合物半導体素子を用いた常
温用放射線検出器の前記原因およびによるエ
ネルギ分解能の劣化を回路的に改善する方法とし
て、基本的に2通りの方法が考えられる。すなわ
ち、第7図を用いて説明すると、 [A] 第7図bのようなx/1が充分小さい事象
に関してのみ計測する、 [B] 第7図においてb,c,dとx/1が大き
くなるにしたがつて全エネルギ吸収ピークが低
エネルギ側にシフトしているのであるから、
x/1が大きい事象程大きな増幅度でVemax
を増幅する(またはx/1とVemaxの両者の
関数である補正量をVemaxに加減算する)こ
とにより補正して、補正後のエネルギ信号波高
に関しては全エネルギ吸収ピークがx/1にあ
まり依存しないようにする、 の2等りの改善方法が考えらる。
There are basically two possible methods for improving the deterioration of energy resolution due to the above-mentioned causes in a room-temperature radiation detector using a compound semiconductor element as described above. That is, to explain using Figure 7, [A] Measurement is performed only for events where x/1 is sufficiently small as shown in Figure 7 b. [B] In Figure 7, b, c, d and x/1 are As the energy increases, the total energy absorption peak shifts to the lower energy side.
Vemax with larger amplification for events with larger x/1
By amplifying (or adding or subtracting from Vemax a correction amount that is a function of both x/1 and Vemax), the total energy absorption peak does not depend much on x/1 with respect to the corrected energy signal wave height. I can think of an improvement method of the order of magnitude of .

改善方法[A]については、たとえば (4) L.T.Jones;“The Use of Cadmium
Telluride γ Spectrometer is Monitroring
Activity Deposited in Nuclear Power
Statios” Rev.Phys.Apl.、12、379(1977) などに紹介されているように、放射線入射位置の
深さ情報x/1として、前置増幅器の立ち上り時
間trを各事象毎に測定し、立ち上り時間trが遅い
信号に関しては除去する方法である。しかしなが
ら、このような方法[A]はエネルギ分解能が著し
く向上する代りに検出効率を大幅に低下させる欠
点を有する。
Regarding improvement method [A], for example (4) LTJones; “The Use of Cadmium
Telluride γ Spectrometer is Monitoring
Activity Deposited in Nuclear Power
As introduced in "Statios" Rev.Phys.Apl., 12, 379 (1977), the rise time tr of the preamplifier is measured for each event, using the depth information x/1 of the radiation incidence position. , is a method of removing signals with slow rise times tr. However, such method [A] has the drawback of significantly reducing detection efficiency, although energy resolution is significantly improved.

これに対して改善方法[B]は、検出効率をほと
んど低下させずにエネルギ分解能を向上させる効
果を持つ。これについては、 (5) R.Kurz;“A Novel Pulse Processing
System for Hgl2 Detectors.” Nucl.Instr.and Meth.、150、91(1978) (6) M.Finger、et al.;“Energy Resolution
Enhancement of Mercuric Iodide
Detectors.” IEEE Trans.Nucl.Sci.、NS−31(1)348
(1984) の2件の報告がある。
On the other hand, improvement method [B] has the effect of improving energy resolution without substantially reducing detection efficiency. Regarding this, (5) R.Kurz; “A Novel Pulse Processing
System for Hgl 2 Detectors.” Nucl.Instr.and Meth., 150, 91 (1978) (6) M.Finger, et al.; “Energy Resolution
Enhancement of Mercuric Iodide
Detectors.” IEEE Trans. Nucl. Sci., NS−31(1)348
(1984).

文献(5)の方法は、文献(4)と同様で、放射線入射
位置の深さ情報x/1として、前置増幅器の立ち
上り時間trを各事象毎に測定している。しかし、
単一遅延線クリツピングフイルタを使用するため
回路雑音が大きく、また回路の複雑化(2個の
Constant Fraction DiscriminatorとTime−to
−Amplitude Converterが必要)等の問題があ
る。
The method of document (5) is similar to document (4), and the rise time tr of the preamplifier is measured for each event as depth information x/1 of the radiation incident position. but,
Since a single delay line clipping filter is used, the circuit noise is large and the circuit is complicated (two delay line clipping filters are used).
Constant Fraction Discriminator and Time−to
- Amplitude Converter is required).

文献(6)の方法では、前置増幅器の出力を準ガウ
ス形フイルタ(時定数が大きい)と速いパルス処
理回路の2種類の波形整形増幅器にそれぞれ入力
し、前者の出力信号S[slow]と後者の出力信号
S[fast]の比を用いて放射線入射位置の深さ情
報x/1を求め、S[slow]を補正する。速いパ
ルス処理回路では、ほとんど電子の移動による信
号のみが得られるように、前置増幅器の出力信号
の立ち上り初めから50nsec程度経過した点から約
100nsecの間を積分するように構成されている。
したがつてx/1が大きい事象程S[fast]/S
[slow]比は小さくなる傾向を持つ。しかし、速
にパルス処理回路の構成が複雑で、また比較的低
エネルギのγ線(たとえば60KeV〜140KeV)の
測定に関しては、誤差が大きくなり易いという欠
点を有する。
In the method of reference (6), the output of the preamplifier is input to two types of waveform shaping amplifiers: a quasi-Gaussian filter (with a large time constant) and a fast pulse processing circuit, and the output signal S [slow] of the former is Depth information x/1 of the radiation incident position is obtained using the ratio of the latter output signal S[fast], and S[slow] is corrected. In a fast pulse processing circuit, in order to obtain almost only the signal due to the movement of electrons, the pulse processing circuit starts from the point where about 50 nsec has elapsed from the beginning of the rise of the output signal of the preamplifier.
It is configured to integrate over 100nsec.
Therefore, the larger x/1 is, S[fast]/S
The [slow] ratio tends to become smaller. However, it has the disadvantage that the pulse processing circuit has a complicated configuration, and errors tend to become large when measuring relatively low-energy γ-rays (for example, 60 KeV to 140 KeV).

なお、文献(5)および文献(6)の方法において、実
際には前記原因の影響がほとんど効かないよう
に、各フイルタの時定数は充分大きな値に設定さ
れている。
Note that in the methods of literature (5) and literature (6), the time constant of each filter is set to a sufficiently large value so that the influence of the above-mentioned causes is practically negligible.

以上の説明においては、便宜上、正孔の正孔捕
獲中心からの離脱に関して省略したが、現実には
その離脱の影響により問題はもう少し複雑であ
る。しかし、その場合も基本的には改善方法[A]
または[B]で改善されることは同様で、[B]の場合
に補正の強度や補正のx/1に対する非線形性が
多少異なる程度である。
In the above explanation, for convenience, the separation of holes from the hole capture center has been omitted, but in reality, the problem is a little more complicated due to the effects of this separation. However, in that case, the improvement method [A]
The improvement in [B] is the same, but the strength of the correction and the nonlinearity of the correction with respect to x/1 are slightly different in the case of [B].

(ハ) 目 的 この発明は、常温用放射線検出器として化合物
半導体素子を用いた場合に生じる、電荷収集の不
完全性(上記)および波形整形回路の応答の立
ち上り時間依存性(上記)に起因するエネルギ
分解能の劣化を、検出効率を低下させることなし
に改善することのできる半導体放射線検出装置を
提供することを目的とする。
(c) Purpose This invention solves the problem of incomplete charge collection (described above) and rise time dependence of the response of a waveform shaping circuit (described above) that occur when a compound semiconductor element is used as a radiation detector for room temperature. It is an object of the present invention to provide a semiconductor radiation detection device that can improve the deterioration of energy resolution caused by the irradiation without reducing the detection efficiency.

(ニ) 構 成 この発明の半導体放射線検出装置では、常温用
放射線検出器として化合物半導体を用い、前置増
幅器の出力を、微分手段と積分手段との組合せか
らなる準ガウス形フイルタを含む波形整形増幅器
に入力し、上記準ガウス形フイルタの微分手段の
出力に関する信号波高を利用して各事象毎の電荷
収集時間情報つまり放射線入射装置の深さ情報を
得、これに応じて各事象毎に上記波形整形増幅手
段の出力信号波高を補正することにより電荷収集
の不完全性に起因するエネルギ分解能の劣化を改
善する。
(d) Configuration In the semiconductor radiation detection device of the present invention, a compound semiconductor is used as a radiation detector for room temperature, and the output of the preamplifier is shaped into a waveform including a quasi-Gaussian filter consisting of a combination of differentiating means and integrating means. The charge collection time information for each event, that is, the depth information of the radiation injection device is obtained by inputting the signal into the amplifier and using the signal wave height related to the output of the differentiating means of the quasi-Gaussian filter, and according to this, the charge collection time information for each event is obtained. By correcting the output signal wave height of the waveform shaping amplification means, deterioration in energy resolution caused by incomplete charge collection is improved.

(ホ) 実施例 第1図において、常温用放射線検出器1および
前置増幅器2については、第5図と同様である。
また、第1図の微分回路および増幅器131と積
分回路および増幅器132は、第9図の微分回路
および増幅器31と積分回路および増幅器32に
それぞれ類似しており、全体として準ガウス形フ
イルタを含んだ増幅器が構成される。微分回路お
よび増幅器131の出力Vdは、遅延回路および
増幅器100とトリガ発生回路101にそれぞれ
入力される。トリガ発生回路101はたとえば短
い時定数の微分回路とベースラインリストアラ、
コンパレータ等を用いたデイスクリミネータと、
パルス発生回路と、スレツシヨルド電圧供給回路
等で構成され、信号Vdまたはその微分信号がス
レツシヨルドレベルを越えたときのみトリガパル
スTを出力する。なお、トリガ発生回路101に
上記構成例のリーデイングエツジトリガ法やゼロ
クロツシング法を用いてもよいが、遅延線等を用
いてコンスタントフラクシヨンタイミング法を用
いてもよい。トリガパルス信号Tはタイミング制
御回路102に入力され、後述のタイミング信号
a〜dが適当なタイミングでそれぞれ出力され
る。また、パイルアツプ事象を検出・除去する機
能やある事象に関する信号を処理中に次の事象に
関する信号が発生した場合に処理を受け付けない
機能も備わつているものとする。
(E) Embodiment In FIG. 1, the room temperature radiation detector 1 and preamplifier 2 are the same as those in FIG. 5.
Further, the differentiating circuit and amplifier 131 and the integrating circuit and amplifier 132 in FIG. 1 are similar to the differentiating circuit and amplifier 31 and the integrating circuit and amplifier 32 in FIG. 9, respectively, and include a quasi-Gaussian filter as a whole. An amplifier is configured. The output Vd of the differentiating circuit and amplifier 131 is input to the delay circuit and amplifier 100 and the trigger generation circuit 101, respectively. The trigger generation circuit 101 includes, for example, a short time constant differentiator, a baseline restorer,
A discriminator using a comparator etc.,
It is composed of a pulse generation circuit, a threshold voltage supply circuit, etc., and outputs a trigger pulse T only when the signal Vd or its differential signal exceeds the threshold level. Note that although the leading edge trigger method or zero crossing method of the above configuration example may be used for the trigger generation circuit 101, a constant fraction timing method may also be used using a delay line or the like. The trigger pulse signal T is input to the timing control circuit 102, and timing signals a to d, which will be described later, are output at appropriate timings. It is also assumed that there is a function to detect and remove a pileup event, and a function to not accept processing when a signal related to a certain event is generated while a signal related to the next event occurs.

一方、信号Vdは遅延回路および増幅器100
を経て一定時間遅延された後、積分回路および増
幅器132と増幅器133とに入力され、信号
Vg,Vd′が出力される。特に、上記微分回路お
よび増幅器131の時定数(これは通常積分回路
および増幅器132の時定数と合致している)よ
りも短い時定数の微分回路を増幅器133の中に
含めると、信号Vd′のパルス幅が短くなり、電荷
収集時間trが比較的小さい範囲でのtrの揺らぎに
大して信号Vd′の波高が高感度となる(ただし雑
音は相対的に増加する)。信号Vd′,Vgはタイミ
ング信号aおよびbに制御される(たとえばリセ
ツト信号やゲート信号等が制御される)ピーク検
出・ホールド回路すなわちパルスストレツチヤ回
路140,141にそれぞれ入力され、信号波高
Vd′max、Vgmaxが各々出力される。信号
Vd′max、Vgmaxはそれぞれ除算器110に入
力され、Vd′max/Vgmaxに比例した信号が出
力され、タイミング信号cによつてサンプルホー
ルド回路151に取り込まれ、保持される。サン
プルホールド回路151の出力は、非線形増幅器
111を経て非線形変換された後に、サンプルホ
ールド回路150の出力とともに乗算器112に
入力され、両者の積に比例する信号が出力され
る。さらに乗算器112の出力信号はサンプルホ
ールド回路の出力信号とともに加算器113に入
力され、得られた加算信号はタイミング信号dに
よつてサンプルホールド回路およびドライバ15
2に取り込まれ、保持されて、エネルギ信号
CORR.Vgが得られる。
On the other hand, the signal Vd is transmitted through the delay circuit and amplifier 100.
After being delayed for a certain period of time, the signal is input to an integrating circuit and amplifiers 132 and 133.
Vg and Vd' are output. In particular, if a differentiating circuit with a time constant shorter than that of the differentiating circuit and amplifier 131 (which normally matches the time constant of the integrating circuit and amplifier 132) is included in the amplifier 133, the signal Vd' When the pulse width becomes short and the charge collection time tr is relatively small, the wave height of the signal Vd' becomes highly sensitive to fluctuations in tr (however, noise increases relatively). The signals Vd' and Vg are input to peak detection/hold circuits, that is, pulse stretcher circuits 140 and 141, respectively, which are controlled by the timing signals a and b (for example, reset signals, gate signals, etc.), and the signal wave height is
Vd′max and Vgmax are each output. signal
Vd'max and Vgmax are each input to a divider 110, and a signal proportional to Vd'max/Vgmax is output, which is taken into a sample and hold circuit 151 according to a timing signal c and held. The output of the sample and hold circuit 151 is subjected to nonlinear conversion via the nonlinear amplifier 111, and then input to the multiplier 112 together with the output of the sample and hold circuit 150, and a signal proportional to the product of both is output. Furthermore, the output signal of the multiplier 112 is inputted to the adder 113 together with the output signal of the sample and hold circuit, and the obtained added signal is sent to the sample and hold circuit and the driver 113 according to the timing signal d.
2 and held, the energy signal
CORR.Vg is obtained.

なお、信号CORR.VgをMCAで破高分析する
用途等では、タイミング制御回路102から
MCA GATE信号が出力されるように構成する。
Note that in applications where the signal CORR.Vg is analyzed by MCA, the timing control circuit 102
Configure so that the MCA GATE signal is output.

動作原理は次の通りである。補正前のエネルギ
信号波高Vgmaxに対して補正後のエネルギ信号
CORR.Vgは式で表わされる。
The operating principle is as follows. Energy signal after correction with respect to energy signal wave height Vgmax before correction
CORR.Vg is expressed by the formula.

CORR.Vg=Vgmax{1+f(tr)} =Vgmax+Vgmax・f(tr) … ここでf(tr)は補正系数で、前述の放射線入
射位置の深さ情報x/1に関数つまり電荷収集時
間trの関数である。たとえばVgmaxのtr依存性
が第6図のVemaxのtr依存性曲線で表わされる
とすれば、第2図aに示すような関数f(tr)を
式に用いて補正すれば前記原因の電荷収集の
不完全性および原因の波形整形回路応答のtr依
存性に起因するエネルギ分解能の劣化を改善でき
る。ところで、微分回路および増幅器131の出
力信号の波高値Vdmaxはたとえば第8図(なお、
この場合第8図の縦軸はVdmax/Vpmax(相対
値)と読み換える)の点線cで示されるようなtr
依存性を持ち(ただし、同図a,a′,a″の場合と
同様で、微分時定数によつて異なることになる
が、この曲線cは曲線aと同程度の時定数の場合
を示す)、Vgmaxよりも大きなtr依存性を示す。
さらに増幅器133の中に短い時定数の微分回路
が含まれている場合には、その出力信号の波高値
Vd′maxは、たとえば第8図点線dで示されるよ
うなtr依存性を持つ(なお、この場合第8図の縦
軸はVd′max/Vpmax(相対値)と読み換える)。
このような場合の R≡k・Vd′max/Vgmax … は、たとえば第2図bに示されるようなtr依存性
を示し、放射線入射位置の深さ情報x/1または
電荷収集時間trを表わすパラメータとして使用で
きる(ただし係数kはtr0の事象に関してk・
Vd′max=Vgmaxとなるように与えられてい
る)。すなわち、f(tr)を式のRの関数P(R)と
して表わすことができ、たとえば第2図aおよび
bより、第2図cに示されるような非線形曲線が
得られる。
CORR.Vg=Vgmax{1+f(tr)} =Vgmax+Vgmax・f(tr)...Here, f(tr) is a correction coefficient, which is a function of the depth information x/1 of the radiation incident position mentioned above, that is, the charge collection time tr. It is a function. For example, if the tr dependence of Vgmax is expressed by the tr dependence curve of Vemax shown in Figure 6, if the function f(tr) shown in Figure 2 a is corrected in the equation, the charge due to the above cause can be collected. It is possible to improve the deterioration of energy resolution due to imperfections in the waveform shaping circuit and the tr dependence of the response of the waveform shaping circuit. By the way, the peak value Vdmax of the output signal of the differentiating circuit and the amplifier 131 is as shown in FIG.
In this case, the vertical axis in Figure 8 is tr as shown by the dotted line c, which can be read as Vdmax/Vpmax (relative value).
(however, it differs depending on the differential time constant, as in the case of a, a', a'' in the same figure, but this curve c shows the case where the time constant is about the same as curve a) ), showing greater tr dependence than Vgmax.
Furthermore, if the amplifier 133 includes a differentiating circuit with a short time constant, the peak value of the output signal
Vd'max has tr dependence, for example, as shown by the dotted line d in FIG. 8 (in this case, the vertical axis in FIG. 8 can be read as Vd'max/Vpmax (relative value)).
In such a case, R≡k・Vd'max/Vgmax... exhibits a dependence on tr as shown in FIG. 2b, for example, and represents the depth information x/1 of the radiation incident position or the charge collection time tr. can be used as a parameter (however, the coefficient k is k for the event tr0)
Vd′max = Vgmax). That is, f(tr) can be expressed as a function P(R) of R in the equation, and for example, from FIGS. 2a and 2b, a nonlinear curve as shown in FIG. 2c is obtained.

第1図に関して説明すれば、除算器110の出
力は式のRに比例しており、非線形増幅器11
1を通してP(R)=f(tr)に比例する信号に変換
され、乗算器112によつて式のVgmax・f
(tr)に相当する信号が得られるわけである。
Referring to FIG. 1, the output of divider 110 is proportional to R in the equation, and nonlinear amplifier 11
1 to a signal proportional to P(R)=f(tr), and multiplier 112 converts it into a signal proportional to Vgmax・f of the equation.
In other words, a signal corresponding to (tr) is obtained.

以上はひとつの実施例を示すものであり、この
発明の趣旨を逸脱しない範囲で構成的に種々の変
更が可能である。
The above shows one embodiment, and various changes can be made in the structure without departing from the spirit of the invention.

たとえば、積分回路および増幅器132は増幅
器133に比べて一般に伝搬時間が長いので、遅
延回路および増幅器100を共通とせずに積分回
路および増幅器132の方が増幅器133よりも
早く入力されるよう構成してもよい。
For example, since the integrator circuit and amplifier 132 generally have a longer propagation time than the amplifier 133, the delay circuit and amplifier 100 may not be common, and the integrator circuit and amplifier 132 may be configured to receive input earlier than the amplifier 133. Good too.

また、ピーク検出・ホールド回路140,14
1の出力Vgmax、Vd′maxの各々を、一度別の
サンプルホールド回路に取り込み保持してから除
算器110およびサンプルホールド回路150に
入力するように構成してもよい。
In addition, peak detection/hold circuits 140, 14
It may be configured such that each of the outputs Vgmax and Vd'max of 1 is once captured and held in another sample-and-hold circuit and then inputted to the divider 110 and the sample-and-hold circuit 150.

さらに、第2図cの曲線は第2図dのように表
現できる。すなわち、 ΔR≡1−R =(Vgmax−k・Vd′max)/Vgmax … とおくと補正係数f(tr)をΔRの関数Q(ΔR)と
して表わすことができる。この構成例としては第
1図で除算器110の前に減算器を設けることに
より除算器110の出力を式のRの代りに式
のΔRに比例するようにし、非線形増幅器111
の応答を第2図dのように入力に対して単調増加
な関数にすればよい。
Furthermore, the curve of FIG. 2c can be expressed as shown in FIG. 2d. That is, by setting ΔR≡1−R=(Vgmax−k·Vd′max)/Vgmax…, the correction coefficient f(tr) can be expressed as a function Q(ΔR) of ΔR. An example of this configuration is to provide a subtracter before the divider 110 in FIG. 1 so that the output of the divider 110 is proportional to ΔR in the equation instead of R in the equation,
The response can be made into a monotonically increasing function with respect to the input as shown in Fig. 2d.

この変形例の第1近似として、第2図dのよう
なQ(ΔR)を比較的小さなΔRの範囲において、
次式が成立すると仮定する。
As a first approximation of this modification, Q(ΔR) as shown in Fig. 2d is set in a relatively small range of ΔR,
Assume that the following equation holds.

Q(ΔR)≡f(tr)≒α・ΔR … ここでαは比例係数である。式に式と式
とを代入することにより、 CORR.Vg ≒Vgmax+α(Vgmax−k・Vd′max) ≡CORR.Vg′ … が得られる。この構成例を第3図に示す。ピーク
検出・ホールド回路140,141については第
1図と同様であり、トリガパルス信号Tがタイミ
ング制御回路202に入力されることにより、各
タイミング信号a,b,d′およびMCA GATE信
号が適当なタイミングでそれぞれ出力される。
VgmaxとVd′maxの両信号は減算器214に入
力され、(Vgmax−k・Vd′max)に比例する信
号が得られる。この信号はVgmaxとともに加算
器213に入力されて式に相当する演算が行な
われ、その出力はタイミング信号d′によつてサン
プルホールド回路およびドライバ252に取り込
まれ、保持されてエネルギ信号CORR.Vg′が得ら
れる。たとえ第2図dの実線の曲線のように補正
の精度を高くしても、本質的にΔRが大きい範囲
に関しては補正の誤差が大きく、信頼性に乏しい
ということと、第1図に比べて第3図のように乗
算器、非線形増幅器等が不要なため回路構成が非
常に簡単となることから、この近似法は大変有効
である。
Q(ΔR)≡f(tr)≒α・ΔR... Here, α is a proportional coefficient. By substituting the expressions into the expressions, CORR.Vg ≒Vgmax+α(Vgmax−k·Vd′max) ≡CORR.Vg′ . . . is obtained. An example of this configuration is shown in FIG. The peak detection/hold circuits 140 and 141 are the same as those shown in FIG. Each is output at the appropriate timing.
Both the Vgmax and Vd'max signals are input to the subtracter 214, and a signal proportional to (Vgmax-k·Vd'max) is obtained. This signal is input to the adder 213 together with Vgmax to perform the calculation corresponding to the equation, and the output is taken into the sample hold circuit and driver 252 by the timing signal d' and held, and the energy signal CORR.Vg' is obtained. Even if the accuracy of the correction is increased as shown in the solid curve in Figure 2 d, the error in the correction is essentially large in the range where ΔR is large and the reliability is poor. As shown in FIG. 3, this approximation method is very effective because the circuit configuration is extremely simple since multipliers, nonlinear amplifiers, etc. are not required.

また、別の変形例としては波形整形増幅器に、
準ガウス形フイルタとゲート制御積分器を組合せ
た、疑似台形フイルタを使用してもよい。その場
合、第8図の実線bで示されるように、前記原因
つまり波形整形回路応答のtr依存性は大変小さ
いので、エネルギ分解能の劣化の原因は主に前記
原因つまり電荷収集の不完全性である。この変
形例を第4図に示す。積分回路および増幅器13
2、増幅器133およびピーク検出・ホールド回
路141については第1図と同様であり、トリガ
パルス信号Tがタイミング制御回路302に入力
されることによりタイミング信号a,bg,br,
c,d(またはd′)およびMCA GATE信号等の
各々が適当なタイミングでそれぞれ出力される。
積分回路および増幅器132の出力信号Vgはゲ
ート制御積分器160に入力され、一定時間積分
されて、信号Vgiが得られる。ここでゲート制御
積分器160は、図に示すようにタイミング信号
bgでゲートスイツチが制御され、タイミング信
号brでリセツトスイツチが制御されるように構成
すれば、ホールド機能も備えるようにすることが
できる。また、ゲート制御積分器160の前に電
圧電流変換器を設ければ、入力信号の広い範囲に
関して積分の直線性が改善される。なお、信号
Vgiの処理に関しては、第1図や第3図の信号
Vgmaxと同様であり、つまり信号Vgiと信号
Vd′maxの関係から信号Vgiを補正してエネルギ
信号が得られる。
In addition, as another modification, a waveform shaping amplifier,
A pseudo-trapezoidal filter, which is a combination of a quasi-Gaussian filter and a gated integrator, may be used. In that case, as shown by the solid line b in Figure 8, the above cause, that is, the dependence on tr of the waveform shaping circuit response, is very small, so the cause of the deterioration of energy resolution is mainly due to the above cause, that is, the imperfection of charge collection. be. This modification is shown in FIG. Integrator circuit and amplifier 13
2. The amplifier 133 and the peak detection/hold circuit 141 are the same as those shown in FIG. 1, and by inputting the trigger pulse signal T to the timing control circuit 302, the timing signals a, bg, br,
Each of c, d (or d'), MCA GATE signal, etc. is output at appropriate timing.
The output signal Vg of the integrating circuit and amplifier 132 is input to a gate-controlled integrator 160 and integrated for a certain period of time to obtain a signal Vgi. Here, the gate controlled integrator 160 receives a timing signal as shown in the figure.
If the gate switch is controlled by bg and the reset switch is controlled by timing signal br, a hold function can also be provided. Also, providing a voltage-to-current converter before the gated integrator 160 improves the linearity of the integration over a wide range of input signals. In addition, the signal
Regarding Vgi processing, please refer to the signals shown in Figures 1 and 3.
It is similar to Vgmax, i.e. signal Vgi and signal
The energy signal is obtained by correcting the signal Vgi from the relationship of Vd'max.

さらに、第1図のような構成において、準ガウ
ス形フイルタの微分回路段(通常ゼロポールキヤ
ンセレーシヨンを含む)を微分回路および増幅器
131の中だけに限定して説明してきたが、準ガ
ウス形フイルタの時定数τを可変とする場合に信
号Vdが(したがつて信号Vd′も)時定数τに応
じて変化するため、使用上不都合が生じる場合が
ある。したがつて微分回路および増幅器131の
微分回路段の時定数τ0を固定とし、積分回路およ
び増幅器132には時定数τが可変な微分回路段
および積分回路段を含めて、全体として時定数τ
がτ≦τ0の範囲で可変な準ガウス形フイルタとな
るように構成してもよい。
Furthermore, in the configuration as shown in FIG. When the time constant τ of the filter is made variable, the signal Vd (and hence the signal Vd') changes in accordance with the time constant τ, which may cause problems in use. Therefore, the time constant τ 0 of the differentiating circuit stage of the differentiating circuit and the amplifier 131 is fixed, and the time constant τ of the integrating circuit and amplifier 132 including the differentiating circuit stage and the integrating circuit stage whose time constant τ is variable is fixed.
may be configured to be a quasi-Gaussian filter that is variable within the range τ≦τ 0 .

(ヘ) 効 果 この発明によれば、化合物半導体素子を用いた
常温用放射線検出器において、電荷収集の不完全
性(前述の原因)および波形整形回路応答の入
力信号立ち上り時間依存性に起因するエネルギ分
解能の劣化(前述の原因)を、検出効率をほと
んど低下させずに改善することができる。しか
も、これが比較的簡単な回路構成で可能である。
特に素子を1次元的または2次元的に配列して位
置検出を行なう用途に効果的である。また、単一
遅延線クリツピングフイルタを用いた場合に比べ
て回路雑音が小さい。さらに、前述の原因に関
しても補正するため時定数を余分に長くする必要
がないので、高い計数率特性が得られる。
(f) Effects According to the present invention, in a room-temperature radiation detector using a compound semiconductor element, problems caused by incomplete charge collection (the cause described above) and the dependence of the waveform shaping circuit response on the input signal rise time. Deterioration of energy resolution (the cause mentioned above) can be improved with almost no reduction in detection efficiency. Moreover, this is possible with a relatively simple circuit configuration.
It is particularly effective in applications where elements are arranged one-dimensionally or two-dimensionally to perform position detection. Further, the circuit noise is smaller than when a single delay line clipping filter is used. Furthermore, since there is no need to make the time constant extra long to compensate for the above-mentioned causes, high count rate characteristics can be obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図はこの発明の一実施例のブロツク図、第
2図a,b,c,dは実施例の説明のためのグラ
フ、第3図および第4図は変形例をそれぞれ示す
ブロツク図、第5図および第9図は従来例のブロ
ツク図、第6図、第7図a,b,c,dおよび第
8図は従来例を説明するためのグラフである。 1…常温用放射線検出器、11…化合物半導体
素子、12…陰極、13…陽極、2…前置増幅
器、3…主増幅器(波形整形増幅器)、30…準
ガウス形フイルタを用いた波形整形増幅器、3
1,131…微分回路および増幅器、32,13
2…積分回路および増幅器、100…遅延回路お
よび増幅器、101…トリガ発生回路、102,
202,302…タイミング制御回路、110…
除算器、111…非線形増幅器、112…乗算
器、113,213…加算器、133…増幅器ま
たは微分回路および増幅器、140,141…ピ
ーク検出・ホールド回路、150,151…サン
プルホールド回路、152,252…サンプルホ
ールド回路およびドライバ、214…減算器、1
60…ゲート制御積分器。
FIG. 1 is a block diagram of an embodiment of the present invention, FIG. 2 a, b, c, and d are graphs for explaining the embodiment, and FIGS. 3 and 4 are block diagrams showing modified examples, respectively. 5 and 9 are block diagrams of the conventional example, and FIG. 6, FIG. 7 a, b, c, d, and FIG. 8 are graphs for explaining the conventional example. 1... Radiation detector for room temperature, 11... Compound semiconductor element, 12... Cathode, 13... Anode, 2... Preamplifier, 3... Main amplifier (waveform shaping amplifier), 30... Waveform shaping amplifier using a quasi-Gaussian filter. ,3
1,131...Differential circuit and amplifier, 32,13
2... Integrating circuit and amplifier, 100... Delay circuit and amplifier, 101... Trigger generation circuit, 102,
202, 302...timing control circuit, 110...
Divider, 111... Nonlinear amplifier, 112... Multiplier, 113, 213... Adder, 133... Amplifier or differentiation circuit and amplifier, 140, 141... Peak detection/hold circuit, 150, 151... Sample hold circuit, 152, 252 ...Sample hold circuit and driver, 214...Subtractor, 1
60...Gate controlled integrator.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 化合物半導体を検出素子に用いた常温用放射
線検出手段と、前置増幅手段と、微分手段と積分
手段との組合せからなる準ガウス形フイルタを含
む波形整形増幅手段と、上記微分手段の出力に関
する信号波高と上記波形整形増幅手段の出力信号
波高を比較することにより各事象毎の電荷収集時
間情報を得る手段と、上記電荷収集時間情報に応
じて各事象毎に上記波形整形増幅手段の出力信号
波高を補正することにより電荷収集の不完全性に
起因するエネルギ分解能の劣化を改善する補正手
段とを有する半導体放射線検出装置。 2 上記波形整形増幅手段は、上記準ガウス形フ
イルタの出力に関する信号をゲート積分器で一定
時間積分する構成の疑似台形フイルタを含むこと
を特徴とする特許請求の範囲第1項記載の半導体
放射線検出装置。 3 上記電荷収集時間情報を得る手段は、上記微
分手段の出力をさらに短い時定数の微分回路に入
力して得られたパルス信号の波高と上記波形整形
増幅手段の出力信号波高を比較することを特徴と
する特許請求の範囲第1項記載の半導体放射線検
出装置。
[Scope of Claims] 1. A radiation detection means for room temperature using a compound semiconductor as a detection element, a preamplification means, a waveform shaping amplification means including a quasi-Gaussian filter consisting of a combination of a differentiating means and an integrating means, means for obtaining charge collection time information for each event by comparing the signal wave height regarding the output of the differentiating means with the output signal wave height of the waveform shaping and amplifying means; 1. A semiconductor radiation detection device comprising: correction means for correcting the output signal wave height of the shaping amplification means to improve deterioration in energy resolution caused by incomplete charge collection. 2. The semiconductor radiation detection device according to claim 1, wherein the waveform shaping amplification means includes a pseudo-trapezoidal filter configured to integrate a signal related to the output of the quasi-Gaussian filter for a certain period of time using a gate integrator. Device. 3. The means for obtaining the charge collection time information comprises inputting the output of the differentiating means into a differentiating circuit with a shorter time constant and comparing the wave height of the pulse signal obtained by inputting the output of the differentiating means with the output signal wave height of the waveform shaping and amplifying means. A semiconductor radiation detection device according to claim 1 characterized by:
JP13549284A 1984-06-30 1984-06-30 Semiconductor radiation detector Granted JPS6114590A (en)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
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