KR101814603B1 - 픽셀 소자, 및 이를 포함하는 방사성 측정 모듈과 장치 - Google Patents
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Abstract
에너지 해상도가 개선된 픽셀 소자가 제공된다. 이를 위해 본 발명은, 적어도 하나의 포토 다이오드, 및 포토 다이오드에 전압을 공급하며, 전압 저장 유닛 및 전압 조절 유닛을 포함하는, 적어도 하나의 전압 공급 유닛을 포함하고, 프리차지 모드에서, 전압 저장 유닛은 포토 다이오드의 애노드와 연결되어 제1 애노드 전압을 저장하고, 센싱 모드에서, 전압 조절 유닛은 포토 다이오드의 애노드의 제2 애노드 전압을 전압 저장 유닛에 저장된 제1 애노드 전압과 동일하게 조절하는 것을 특징으로 하는 픽셀 소자를 개시한다.
Description
본 발명은 픽셀 소자, 방사성 측정 모듈, 및 방사성 측정 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 변동-적응적인(variation-adaptive) 픽셀 소자, 및 상기 픽셀 소자를 포함하는 방사성 측정 모듈과 장치에 관한 것이다.
양전자 단층 촬영(positron emission tomography, 이하 'PET'라 지칭함) 장치는, 포도당과 같은 대사물질에 양전자를 방출하는 방사선 동위원소를 결합시켜 인체에 투여한 후 인체 내에서 일어나는 생화학적 변화를 관찰하여 단층촬영 연상을 얻을 수 있는 방사성 측정 장치로 정의될 수 있다.
이러한 PET 장치는 정상 세포보다 암세포에서 포도당의 섭취 및 대사가 증가하는 현상을 이용하여, 암의 조기 발견에 주로 사용된다. 구체적으로 포도당, 유사 물질인 FDG에 양전자를 방출하는 동위원소를 결합해 인체에 주사하고, 동위원소가 결합된 FDG가 포도당 대신 암세포에 섭취되는 것을 PET 장치를 이용하여 찾아내는 것이다. PET 장치는 기존의 영상 장비에서는 알아낼 수 없는 분자 수준의 미세한 인체변화를 찾아낼 수 있기 때문에 암의 조기 발견을 가능케 한다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 공정조건, 작동온도, 및 장시간 운전에 의한 스트레스와 같은 변동에 적응적인 픽셀 소자, 및 상기 픽셀 소자를 포함하는 방사성 측정 모듈과 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 태양에 따른 픽셀 소자가 제공된다. 상기 픽셀 소자는, 적어도 하나의 포토 다이오드, 및 상기 포토 다이오드에 전압을 공급하며, 전압 저장 유닛 및 전압 조절 유닛을 포함하는, 적어도 하나의 전압 공급 유닛을 포함하고, 프리차지 모드에서, 상기 전압 저장 유닛은 상기 포토 다이오드의 상기 애노드와 연결되어 제1 애노드 전압을 저장하고, 센싱 모드에서, 상기 전압 조절 유닛은 상기 포토 다이오드의 상기 애노드의 제2 애노드 전압을 상기 전압 저장 유닛에 저장된 상기 제1 애노드 전압과 동일하게 조절할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 전압 저장 유닛은 커패시터를 포함할 수 있다. 또한, 상기 제1 애노드 전압은 상기 포토 다이오드의 브레이크다운 전압인 것을 특징으로 하는 픽셀 소자.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 픽셀 소자는, 상기 포토 다이오드의 캐소드와 연결되며, 상기 포토 다이오드를 안정 상태(quiescent state)로 변환시키는 퀘엔칭 유닛(quenching unit), 및 상기 캐소드와 연결되며, 상기 포토다이오드의 천이(transition) 회수를 카운트하는 리드아웃 유닛(readout unit)을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 전압 공급 유닛은 상기 포토 다이오드의 상기 애노드와 상기 전압 저장 유닛 사이를 연결하는 제1 스위칭 소자를 더 포함하고, 상기 제1 스위칭 소자는, 상기 프리차지 모드에서 턴 온 되고, 상기 센싱 모드에서 턴 오프 될 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 전압 공급 유닛은 상기 전압 저장 유닛과 상기 전압 조절 유닛 사이를 연결하는 제2 스위칭 소자를 더 포함하고, 상기 제2 스위칭 소자는, 상기 프리차지 모드에서 턴 오프 되고, 상기 센싱 모드에서 턴 온 될 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 전압 조절 유닛은 폐루프 회로(closed loop circuit)를 포함하는 것을 특징으로 하는 픽셀 소자.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 전압 조절 유닛은, 상기 전압 저장 유닛과 연결되어 상기 제1 애노드 전압을 수신하는 제1 단자, 상기 포토 다이오드의 상기 애노드와 연결되어 상기 제2 애노드 전압을 수신하는 제2 단자, 상기 제1 단자와 상기 제2 단자의 신호들을 비교하여 비교 결과를 출력하는 제1 출력 단자를 포함하는 제1 비교기, 및 상기 제1 비교기의 제1 출력 단자와 연결된 게이트, 그라운드와 연결된 소스, 및 상기 애노드와 연결된 드레인을 포함하는 트랜지스터를 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 전압 조절 유닛은 상기 게이트와 상기 제1 출력 단자 사이를 연결하는 제3 스위칭 소자를 더 포함하고, 상기 제3 스위칭 소자는, 상기 프리차지 모드에서 턴 오프 되고, 상기 센싱 모드에서 턴 온 될 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 전압 공급 유닛은, 상기 캐소드와 연결된 제3 단자, 기준 전압을 수신하는 제4 단자, 및 상기 제3 단자와 상기 제4 단자의 신호들을 비교하여 비교 결과를 출력하는 제2 출력 단자를 포함하는 제2 비교기, 및 상기 트랜지스터의 상기 게이트와 상기 제2 출력 단자 사이를 연결하는 제4 스위칭 소자를 더 포함하고, 상기 제4 스위칭 소자는, 상기 프리차지 모드에서 턴 온 되고, 상기 센싱 모드에서 턴 오프 될 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 픽셀 소자는 복수개의 마이크로셀들을 포함하고, 상기 적어도 하나의 포토 다이오드는 복수개의 포토 다이오드들을 포함하며, 상기 포토 다이오드들 각각은 상기 복수개의 마이크로셀들 각각에 포함될 수 잇다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 적어도 하나의 전압 공급 유닛은 복수개의 전압 공급 유닛들을 포함하며, 상기 전압 공급 유닛들 각각은 상기 복수개의 마이크로셀들 각각에 포함될 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 적어도 하나의 전압 공급 유닛은 단일 전압 공급 유닛이며, 상기 단일 전압 공급 유닛은 상기 복수개의 마이크로셀들과 연결되어 상기 복수개의 포토다이오드들에 전압을 공급할 수 있다.
본 발명의 일 태양에 따른 방사선 측정 모듈이 제공된다. 상기 방사선 측정 모듈은, 방사선을 수신하여 광자를 생성하는 신틸레이터(scintillator), 및 상기 신틸레이터에 의해 생성된 상기 광자를 수신하는 복수개의 픽셀 소자들을 포함하고, 상기 복수개의 픽셀 소자들 각각은, 적어도 하나의 포토 다이오드, 및 상기 포토 다이오드에 전압을 공급하며, 전압 저장 유닛 및 전압 조절 유닛을 포함하는, 적어도 하나의 전압 공급 유닛을 포함하고, 프리차지 모드에서, 상기 전압 저장 유닛은 상기 포토 다이오드의 상기 애노드와 연결되어 제1 애노드 전압을 저장하고, 센싱 모드에서, 상기 전압 조절 유닛은 상기 포토 다이오드의 상기 애노드의 제2 애노드 전압을 상기 전압 저장 유닛에 저장된 상기 제1 애노드 전압으로 유지할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 복수개의 픽셀 소자들은 어레이 형태로 반도체 칩에 집적화되고, 상기 방사선 측정 모듈은, 상기 반도체 칩을 탑재하며 상기 복수개의 픽셀 소자에 공급 전압을 제공하는 적어도 하나의 전원 핀을 포함하는 인쇄 회로 기판을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 적어도 하나의 전원 핀은, 단일 전원 핀이며, 상기 단일 전원 핀은 상기 복수개의 픽셀 소자들과 전기적으로 연결되어 공급 전압을 제공할 수 있다.
본 발명의 일 태양에 따른 방사선 측정 장치가 제공된다. 상기 방사선 측정 장치는, 목적물의 영상을 측정하기 위해 상기 목적물을 수용하는 영상 영역. 상기 영상 영역을 둘러싸도록 배치되며, 상기 목적물로부터 방사선을 수신하여 전기 신호로 변환하는 복수개의 방사선 측정 모듈, 및 상기 전기 신호를 영상으로 변환하는 영상 처리 유닛을 포함하고, 상기 방사선 측정 모듈은, 상기 방사선을 수신하여 광자를 생성하는 신틸레이터 및 상기 신틸레이터에 의해 생성된 상기 광자를 수신하는 복수개의 픽셀 소자들을 포함하고, 상기 복수개의 픽셀 소자들 각각은, 적어도 하나의 포토 다이오드, 및 상기 포토 다이오드에 전압을 공급하며, 전압 저장 유닛 및 전압 조절 유닛을 포함하는, 적어도 하나의 전압 공급 유닛을 포함하고, 프리차지 모드에서, 상기 전압 저장 유닛은 상기 포토 다이오드의 상기 애노드와 연결되어 제1 애노드 전압을 저장하고, 센싱 모드에서, 상기 전압 조절 유닛은 상기 포토 다이오드의 상기 애노드의 제2 애노드 전압을 상기 전압 저장 유닛에 저장된 상기 제1 애노드 전압으로 유지할 수 있다.
본 발명의 기술적 사상에 의한 실시예들에 따른 픽셀 소자, 및 상기 픽셀 소자를 포함하는 방사성 측정 모듈과 장치는, 변동-적응적인 폐루프 회로와 같은 피드백 회로를 이용하여 포토 다이오드의 브레이크다운 전압을 일정하게 유지할 수 있다. 따라서 공정조건, 작동온도, 및 장시간 운전에 의한 스트레스에 의한 동작 전압의 변동을 방지할 수 있고, 결과적으로 포토 다이오드의 이득을 일정하게 유지할 수 있다. 이는 결과적으로 포토 다이오드의 에너지 해상도를 개선시키고, 다크 카운트(dark count)의 생성률을 줄일 수 있다.
도 1은 본 발명의 기술적 사상에 의한 실시예에 따른 픽셀 소자를 개략적으로 나타낸 블록도이다.
도 2는 본 발명의 기술적 사상에 의한 일부 실시예들에 따른 픽셀 소자를 개략적으로 나타낸 회로 블록도이다.
도 3은 본 발명의 기술적 사상에 의한 다른 실시예들에 따른 픽셀 소자를 개략적으로 나타낸 회로 블록도이다. 도 4는 도 3의 픽셀 소자가 프리차지 모드일 때의 회로 블록도이며, 도 5는 도 3의 픽셀 소자가 센싱 모드일 때의 회로 블록도이다.
도 6은 본 발명의 기술적 사상에 의한 또 다른 실시예들에 따른 픽셀 소자를 개략적으로 나타낸 회로 블록도이다.
도 7은 픽셀 소자의 온도의 변화에 따라 이득이 변화하는 모습을 나타낸 그래프이고, 도 8은 픽셀 소자의 바이어스 전압이 변화함에 따라 이득이 변화하는 모습을 나타낸 그래프이다.
도 9 및 도 10은 본 발명의 기술적 사상에 의한 실시예들에 따른 픽셀 소자를 개략적으로 나타낸 회로 블록도이다.
도 11은 본 발명의 기술적 사상에 의한 실시예들에 다른 방사선 측정 모듈을 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 12 및 도 13은 종래의 방사선 측정 모듈을 개략적으로 나타낸 평면도와 저면도이다.
도 14는 본 발명의 기술적 사상에 의한 실시예들에 다른 방사선 측정 장치를 개략적으로 도시한 것이다.
도 2는 본 발명의 기술적 사상에 의한 일부 실시예들에 따른 픽셀 소자를 개략적으로 나타낸 회로 블록도이다.
도 3은 본 발명의 기술적 사상에 의한 다른 실시예들에 따른 픽셀 소자를 개략적으로 나타낸 회로 블록도이다. 도 4는 도 3의 픽셀 소자가 프리차지 모드일 때의 회로 블록도이며, 도 5는 도 3의 픽셀 소자가 센싱 모드일 때의 회로 블록도이다.
도 6은 본 발명의 기술적 사상에 의한 또 다른 실시예들에 따른 픽셀 소자를 개략적으로 나타낸 회로 블록도이다.
도 7은 픽셀 소자의 온도의 변화에 따라 이득이 변화하는 모습을 나타낸 그래프이고, 도 8은 픽셀 소자의 바이어스 전압이 변화함에 따라 이득이 변화하는 모습을 나타낸 그래프이다.
도 9 및 도 10은 본 발명의 기술적 사상에 의한 실시예들에 따른 픽셀 소자를 개략적으로 나타낸 회로 블록도이다.
도 11은 본 발명의 기술적 사상에 의한 실시예들에 다른 방사선 측정 모듈을 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 12 및 도 13은 종래의 방사선 측정 모듈을 개략적으로 나타낸 평면도와 저면도이다.
도 14는 본 발명의 기술적 사상에 의한 실시예들에 다른 방사선 측정 장치를 개략적으로 도시한 것이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
본 발명의 실시예들은 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이며, 아래의 실시예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래의 실시예들로 한정되는 것은 아니다. 오히려, 이들 실시예는 본 개시를 더욱 충실하고 완전하게 하며 당업자에게 본 발명의 사상을 완전하게 전달하기 위하여 제공되는 것이다.
본 명세서에서 사용된 용어는 특정 실시예를 설명하기 위하여 사용되며, 본 발명을 제한하기 위한 것이 아니다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이 단수 형태는 문맥상 다른 경우를 분명히 지적하는 것이 아니라면, 복수의 형태를 포함할 수 있다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 경우 “포함한다(comprise)” 및/또는 “포함하는(comprising)”은 언급한 형상들, 숫자, 단계, 동작, 부재, 요소 및/또는 이들 그룹의 존재를 특정하는 것이며, 하나 이상의 다른 형상, 숫자, 동작, 부재, 요소 및/또는 그룹들의 존재 또는 부가를 배제하는 것이 아니다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 용어 “및/또는”은 해당 열거된 항목 중 어느 하나 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다.
본 명세서에서 제1, 제2 등의 용어가 다양한 부재, 영역 및/또는 부위들을 설명하기 위하여 사용되지만, 이들 부재, 부품, 영역, 층들 및/또는 부위들은 이들 용어에 의해 한정되어서는 안됨은 자명하다. 이들 용어는 특정 순서나 상하, 또는 우열의 의미하지 않으며, 하나의 부재, 영역 또는 부위를 다른 부재, 영역 또는 부위와 구별하기 위하여만 사용된다. 따라서, 이하 상술할 제1 부재, 영역 또는 부위는 본 발명의 가르침으로부터 벗어나지 않고서도 제2 부재, 영역 또는 부위를 지칭할 수 있다.
이하, 본 발명의 실시예들은 본 발명의 이상적인 실시예들을 개략적으로 도시하는 도면들을 참조하여 설명한다. 도면들에 있어서, 예를 들면, 제조 기술 및/또는 공차에 따라, 도시된 형상의 변형들이 예상될 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시예는 본 명세서에 도시된 영역의 특정 형상에 제한된 것으로 해석되어서는 아니 되며, 예를 들면 제조상 초래되는 형상의 변화를 포함하여야 한다.
도 1은 본 발명의 기술적 사상에 의한 실시예에 따른 픽셀 소자(100)를 개략적으로 나타낸 블록도이다.
도 1을 참조하면, 픽셀 소자(100)는 실리콘 포토멀티플라이어 (silicon photomultiplier, 이하 'SiPM'으로 지칭함)로서, 포토 다이오드(10), 전압 공급 유닛(20), 및 센싱 유닛(50)을 포함할 수 있다. SiPM은 제한된 가이거(Geiger) 모드에서 동작하는 반도체 광센서이며, PET 장치에 사용될 수 있다. SiPM은 500개 이상의 마이크로셀(미도시, 도 9의 90 참조)을 포함하는 픽셀 소자(100)로 구성되며, 하나의 마이크로셀은 20마이크로미터 정도의 크기를 가진다. 각각의 마이크로셀은 독립적으로 광자를 검출하고 증폭한다. 각각의 마이크로셀에 광자가 들어가 전자와 홀 쌍이 생성되면, SiPM 내부의 전기장에 의하여 증폭이 일어나고 일정 크기의 신호를 생성하여 출력한다. 이 경우 SiPM의 출력 신호는 모든 마이크로셀의 신호가 합해진 신호이다.
포토 다이오드(10)는 신틸레이터(미도시)에 의해 분해된 광자를 기초로 전류를 생성할 수 있다. 포토 다이오드(10)는 복수개일 수 있으며, 복수개의 포토 다이오드들(10) 각각은 복수개의 마이크로셀들(미도시, 도 9의 90 참조) 각각에 포함될 수 있다. 예를 들어, 포토 다이오드(10)는 아발란체 포토 다이오드(avalanche photodiode)일 수 있다.
전압 공급 유닛(20)은 포토 다이오드(10)에 일정한 브레이크다운 전압을 공급하기 위한 회로로서, 전압 저장 유닛(30)과 전압 조절 유닛(40)을 포함할 수 있다.
전압 저장 유닛(30)은 프리차지 모드에서 동작하며, 포토 다이오드(10)의 애노드와 연결되어 제1 애노드 전압을 저장할 수 있다. 상기 제1 애노드 전압은 포토 다이오드(10)의 브레이크다운 전압과 대응될 수 있으며, 따라서 전압 저장 유닛(30)은 일정한 브레이크다운 전압을 저장하는 기능을 수행할 수 있다. 전압 저장 유닛(30)은 제1 커패시터(미도시)를 포함할 수 있다.
전압 조절 유닛(40)은 센싱 모드에서 동작하며, 포토 다이오드(10)의 애노드와 전압 저장 유닛(30) 사이에 연결될 수 있다. 전압 조절 유닛(40)은 포토 다이오드(10)의 애노드의 제2 애노드 전압(예를 들어, 바이어스 전압(bias voltage))을, 전압 저장 유닛(30)에 저장된 상기 제1 애도느 전압, 즉 브레이크다운 전압과 동일하게 조절할 수 있다. 상기 동작을 위해, 일 예로서, 전압 조절 유닛(40)은 폐루프 회로와 같은 피드백 회로를 포함할 수 있다.
프리차지 모드에서 전압 저장 유닛(30)이 동작하고, 센싱 모드에서 전압 조절 유닛(40)이 동작할 수 있도록, 전압 공급 유닛(20)은 제1 스위칭 소자(SW1) 및 제2 스위칭 소자(SW2)를 더 포함할 수 있다.
제1 스위칭 소자(SW1)는 포토 다이오드(10)의 애노드와 전압 저장 유닛(30) 사이를 연결할 수 있다. 제1 스위칭 소자(SW1)는 제1 동작 신호(PCb)에 의해 프리차지 모드에서 턴 온 되며, 센싱 모드에서 턴 오프 될 수 있다. 프리차지 모드에서 제1 스위칭 소자(SW1)는 포토 다이오드(10)의 애노드와 전압 저장 유닛(30)을 전기적으로 연결하며, 따라서 포토 다이오드(10)의 제1 애노드 전압이 전압 저장 유닛(30)에 저장된다.
제2 스위칭 소자(SW2)는 전압 저장 유닛(30)과 전압 조절 유닛(40) 사이를 연결할 수 있다. 제2 스위칭 소자(SW2)는 프리차지 모드에서 턴 오프 되며, 센싱 모드에서 제2 동작 신호(PC)에 의해 턴 온 될 수 있다. 센싱 모드에서 제2 스위칭 소자(SW2)는 전압 저장 유닛(30)과 전압 조절 유닛(40)을 전기적으로 연결하며, 따라서 전압 조절 유닛(40)은 전압 저장 유닛(30)에 저장된 제1 애노드 전압을 활용할 수 있다.
센싱 유닛(50)은 포토 다이오드(10)와 연결되며, 퀘엔칭 유닛(60) 및 리드아웃 유닛(70)을 포함할 수 있다. 퀘엔칭 유닛(60)은 포토 다이오드(10)의 캐소드와 연결되며, 포토 다이오드(10)를 브레이크다운 상태(breakdown state)에서 안정 상태(quiescent state)로 변환시킬 수 있다. 리드아웃 유닛(70)은 포토 다이오드(10)의 캐소드와 연결되며, 포토 다이오드(10)의 천이(transition) 회수를 카운트할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 전압 공급 유닛은, 프리차지 모드 동안 브레이크다운 전압을 저장하며, 센싱 모드 동안 포토 다이오드에 일정한 값의 브레이크다운 전압을 공급한다. 일반적으로 공정조건, 작동온도, 및 장시간 운전에 의한 스트레스와 같은 변동은 포토 다이오드의 브레이크다운 전압을 변화시키며, 이로 인해 포토 다이오드의 이득이 매우 민감하게 변화한다.
그러나 본 발명의 기술 사상에 따른 픽셀 소자는 전압 공급 유닛을 통해 일정한 값의 브레이크다운 전압을 포토 다이오드에 공급할 수 있다. 따라서 포토 다이오드의 이득이 일정하게 유지될 수 고, 결국 에너지 해상도가 개선될 수 있다.
도 2는 본 발명의 기술적 사상에 의한 일부 실시예들에 따른 픽셀 소자(100a)를 개략적으로 나타낸 회로 블록도이다. 이 실시예들에 따른 픽셀 소자(100a)는 도 1의 실시예에 따른 픽셀 소자(100)의 변형예일 수 있다. 이하 실시예들 간의 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 2를 참조하면, 전압 저장 유닛(30)은 제1 커패시터(C1)를 포함할 수 있다. 프리차지 모드에서 제1 커패시터(C1)는 그라운드와 포토다이오드의 애노드 사이에 연결된다. 따라서 프리차지 모드에서 제1 커패시터(C1)는 포토다이오드의 애노드의 제1 애노드 전압을 저장할 수 있다. 한편, 센싱 모드에서 제1 커패시터(C1)는 그라운드와 전압 조절 유닛(40) 사이에 연결된다. 따라서 센싱 모드에서 제1 커패시터(C1)는 저장된 제1 애노드 전압을 제1 전압 조절 유닛(40)에 전달할 수 있다.
전압 조절 유닛(40)은 제1 비교기(CMP1), 제1 트랜지스터(TR1), 및 제3 스위칭 소자(SW3)를 포함할 수 있다. 제1 비교기(CMP1)는 전압 저장 유닛(30)과 연결되어 제1 애노드 전압을 수신하는 제1 단자, 포토 다이오드(10)의 애노드와 연결되어 제2 애노드 전압을 수신하는 제2 단자, 및 제1 비교기(CMP1)는 제1 단자와 제2 단자의 신호들을 비교하여 비교 결과를 출력하는 제1 출력 단자를 포함할 수 있다. 제1 단자는 반전 단자(-)일 수 있고, 제2 단자는 비반전 단자(+)일 수 있다.
제1 트랜지스터(TR1)는 제1 비교기(CMP1)의 제1 출력 단자와 연결된 게이트, 그라운드와 연결된 소스, 및 애노드와 연결된 드레인을 포함할 수 있다. 제1 트랜지스터(TR1)는 N형 트랜지스터일 수 있다. 또한, 제3 스위칭 소자(SW3)는 제1 트랜지스터(TR1)의 게이트와 제1 출력 단자 사이를 연결할 수 있고, 프리차지 모드에서 턴 오프 되며, 센싱 모드에서 제2 동작 신호(PC)에 의해 턴 온 될 수 있다. 이하에서는 센싱 단계 동안의 전압 조절 유닛(40)의 동작을 살펴보기로 한다.
센싱 단계 동안, 제1 스위칭 소자(SW1)는 턴 오프되고, 제2 스위칭 소자(SW2) 및 제3 스위칭 소자(SW3)는 턴 온 될 수 있다. 온도의 변화 등으로 인해 포토 다이오드(10)의 제2 애노드 전압이 변화하는 경우, 예를 들어, 제2 애노드 전압이 전압 저장 유닛(30)에 저장된 제1 애노드 전압보다 높아진 경우, 제1 비교기(CMP1)는 제1 출력 단자를 통해 하이 레벨의 신호를 출력할 수 있다. 상기 하이 레벨 신호는 제1 트랜지스터(TR1)의 게이트에 인가되므로, N형 트랜지스터인 상기 제1 트랜지스터(TR1)는 턴 온 된다. 따라서 제2 애노드 전압은 감소하게 되고, 결과적으로 제1 애노드 전압과 동일하게 조절될 수 있다.
공정조건 및 동작온도의 변동과, 장시간 운전에 의한 스트레스에 의해 포토 다이오드의 브레이크다운 전압의 변동이 발생할 수 있다. 이 경우 포토 다이오드의 이득이 변화하게 되므로 센싱 회로의 다크 카운트 수가 증가하며, 결과적으로 에너지 분해능이 저하된다. 그러나, 본 발명의 기술적 사상에 따른 픽셀 소자(100a)는 전압 저장 유닛(30) 및 전압 조절 유닛(40)을 이용하여 포토 다이오드(10)의 애노드를 일정한 전압으로 유지시킬 수 있어, 브레이크다운 전압이 일정하게 유지될 수 있다. 따라서 포토 다이오드의 이득이 일정하게 유지될 수 있고, 다크 카운트의 생성을 방지하며, 결과적으로 에너지 분해능이 개선될 수 있다.
도 3은 본 발명의 기술적 사상에 의한 다른 실시예들에 따른 픽셀 소자(100b)를 개략적으로 나타낸 회로 블록도이다. 도 4는 도 3의 픽셀 소자(100b)가 프리차지 모드일 때의 회로 블록도이며, 도 5는 도 3의 픽셀 소자(100b)가 센싱 모드일 때의 회로 블록도이다. 이 실시예들에 따른 픽셀 소자들은 도 2의 실시예에 따른 픽셀 소자(100a)의 변형예일 수 있다. 이하 실시예들 간의 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 3을 참조하면, 전압 공급 유닛(20)은 제2 비교기(CMP2), 제4 스위칭 소자(SW4), 제2 커패시터(C2), 제2 트랜지스터(TR2), 및 저항 소자(R)를 더 포함할 수 있다.
제2 비교기(CMP2)는 포토 다이오드(10)의 캐소드와 연결된 제3 단자, 기준 전압을 수신하는 제4 단자, 및 제3 단자와 제4 단자의 신호들을 비교하여 비교 결과를 출력하는 제2 출력단자를 포함할 수 있다. 또한, 제4 스위칭 소자(SW4)는 제1 트랜지스터(TR1)의 게이트와 상기 제2 출력 단자 사이에 연결되어, 프리차지 모드에서 제1 동작 신호(PCb)에 의해 턴 온 되고 센싱 모드에서 턴 오프 될 수 있다.
제2 커패시터(C2)는 포토 다이오드(10)의 캐소드와 그라운드 사이에 연결될 수 있다. 제2 트랜지스터(TR2)는 P형 트랜지스터일 수 있고, 제1 동작 신호(PCb)를 수신하는 게이트, 공급 전압(VDD)을 수신하는 소스, 및 포토 다이오드(10)의 캐소드와 연결된 드레인을 포함할 수 있다. 저항 소자(R)는 동작 전압과 포토 다이오드(10)의 캐소드 사이에 연결될 수 있다.
도 4를 참조하면, 프리차지 모드에서는 제1 동작 신호(PCb)가 로우 레벨이고, 제2 동작 신호(PC)가 하이 레벨일 수 있다. 이 경우 제2 트랜지스터(TR2)가 턴 온 되고, 공급 전압(VDD)에 의해 포토 다이오드(10)의 캐소드(즉, 센싱 노드)의 전압이 하이 레벨이 된다. 또한, 제2 비교기(CMP2)가 제1 트랜지스터(TR1)와 연결되어 동작하므로, 캐소드의 전압과 기준 전압과의 비교를 통해 포토 다이오드(10)의 애노드의 제1 애노드 전압이 설정될 수 있다. 설정된 제1 애노드 전압은 제1 커패시터(C1)에 저장된다.
도 5를 참조하면, 센싱 모드에서는 제1 동작 신호(PCb)가 하이 레벨이고, 제2 동작 신호(PC)가 로우 레벨일 수 있다. 이 경우의 동작은 도 2에서 설명한 바와 같다. 즉, 전압 조절 유닛(40)은, 제1 비교기(CMP1) 및 제1 트랜지스터(TR1)를 이용하여, 비반전 단자(+)와 연결된 제2 애노드 전압이 반전 단자(-)와 연결된 제1 애노드 전압과 동일한 값을 유지하도록, 포토 다이오드(10)의 애노드의 제2 애노드 전압을 조절하는 기능을 수행한다.
도 6은 본 발명의 기술적 사상에 의한 또 다른 실시예들에 따른 픽셀 소자(100c)를 개략적으로 나타낸 회로 블록도이다. 이 실시예에 따른 픽셀 소자(100c)는 도 3의 픽셀 소자(100b)의 변형예일 수 있다. 이하 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 6을 참조하면, 퀘엔칭 유닛(60) 및 리드아웃 유닛(70)의 구체적인 구성이 도시된다. 포토 다이오드(10)가 광자를 감지하여 전류를 생성할 경우, 상기 전류는 포토 다이오드(10)를 통해 방전된다. 퀘엔칭 유닛(60)은 다이오드를 통한 방전 경로 외에 별도의 방전 경로를 제공하고 이를 능동적으로 제어함으로써 폴링 타임(falling time)을 단축시키고 파일 업(pile up) 현상을 방지한다.
리드아웃 유닛(70)은 포토 다이오드(10)가 광자를 감지하여 전류를 생성할 경우, 이를 카운트한다. 상술한 바와 같이 픽셀 소자(100c)는 복수개의 마이크로셀을 포함하고, 복수개의 마이크로셀은 각각 포토 다이오드(10) 및 센싱 유닛(50)을 포함하므로, 복수개의 마이크로셀 각각이 광자를 카운트한 회수가 계산될 수 있다. 따라서 픽셀 소자(100c) 별로 감지된 총 광자의 개수가 계산될 수 있고, 상기 총 광자의 개수를 기초로 에너지 분해능이 계산될 수 있다.
또한, 공통 트리거 라인(CTL)을 통해 시간 계산 기능이 수행될 수 있다. 상기 시간 계산 기능은 감마 레이(gamma ray)와 같은 방사선이 방출된 지점에서 인쇄 회로 기판 상의 TDC(time to digital converting) 회로(미도시)까지 신호가 전달되는 시간을 계산하는 것을 의미하며, 상기 시간을 기초로 시간 분해능이 계산될 수 있다.
나아가, 금지 클록(IC) 및 금지 데이터 라인(ID)과 D 플립 플롭(DFF)을 통해 불량 셀 금지(fail cell inhibit) 기능이 수행될 수 있다. 포토 다이오드(10)의 불량이 발생한 경우, 불량인 셀에서 감지된 광자에 기초한 총 광자의 개수가 카운트되지 않도록, D 플립 플롭(DFF)이 금지 신호를 출력할 수 있다.
상술한 구성들 및 기능들은 "Digital silicon photomultiplier for TOF-PET"라는 제목의 미국 특허 출원 번호 제11/467,670호(현재 미국 특허 번호 제7,723,694호)에 공개되었고, 상기 출원은 전체로서 본원에 참조 병합된다.
도 7은 픽셀 소자가 온도의 변화에 따라 이득이 변화하는 모습을 나타낸 그래프이고, 도 8은 픽셀 소자의 바이어스 전압이 변화함에 따라 이득이 변화하는 모습을 나타낸 그래프이다.
도 7 및 도 8을 참조하면, 픽셀 소자(특히 포토 다이오드)의 온도가 증가할수록 이득이 감소함을 알 수 있다. 이는 포토 다이오드의 브레이크다운 전압이 감소하기 때문이며, 그에 따라 광자의 카운트 수가 감소되고, 이로 인해 픽셀 소자가 실제 측정되어야 할 에너지보다 낮은 에너지로 인식하는 문제(즉, 에너지 분해능 곡선이 왼쪽으로 이동하는 문제)가 발생한다.
그러나 본 발명의 기술적 사상에 의한 실시예들에 따른 픽셀 소자는, 도 2에서 나타난 바와 같이, 전압 저장 유닛(30) 및 전압 조절 유닛(40)을 포함하는 전압 공급 유닛(20)을 활용하여, 이러한 문제를 해결할 수 있다. 온도가 증가할 경우 브레이크다운 전압이 감소되므로 제2 애노드 전압이 증가하게 된다. 제1 비교기(CMP1)는 제2 애노드 전압을 전압 저장 유닛(30)에 저장된 제1 애노드 전압과 비교하고, 이 경우 제2 애노드 전압이 제1 애노드 전압보다 크므로, 제1 트랜지스터(TR1)가 턴 온 된다. 따라서 제2 애노드 전압이 감소하게 되고, 브레이크다운 전압이 다시 증가하여 이득이 회복(증가)될 수 있다.
도 9 및 도 10은 본 발명의 기술적 사상에 의한 실시예들에 따른 픽셀 소자들(100d, 100e)를 개략적으로 나타낸 회로 블록도이다. 이 실시예들에 따른 픽셀 소자들(100d, 100e)은 도 1의 픽셀 소자(100)의 변형예일 수 있다. 이하 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 1에서 설명한 바와 같이, 픽셀 소자들(100d, 100e)은 복수개의 마이크로셀들(90)을 포함할 수 있고, 복수개의 마이크로셀들(90) 각각은 포토 다이오드(10) 및 센싱 유닛(50)을 포함할 수 있다.
전압 공급 유닛(20)은 복수개일 수 있고, 복수개의 전압 공급 유닛들(20) 각각은 도 9에 나타난 바와 같이 복수개의 마이크로셀들(90) 각각에 포함될 수도 있다. 또한, 전압 공급 유닛(20)은 도 10에 나타난 바와 같이 마이크로셀들(90) 외부에 단일 전압 공급 유닛(20')으로 구현될 수 있다. 이 경우 단일 전압 공급 유닛(20')은 복수개의 마이크로셀들(90)과 연결되어 복수개의 포토 다이오드들(10)에 일정한 브레이크다운 전압을 공급할 수 있다.
도 11은 본 발명의 기술적 사상에 의한 실시예들에 다른 방사선 측정 모듈(200)을 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 11을 참조하면, 방사선 측정 모듈(200)은 신틸레이터(scintillator, 110), 광 파이프(light pipe, 120), 반도체 칩(130), 및 인쇄 회로 기판(140)을 포함할 수 있다.
신틸레이터(110)는 방사선(예를 들어, 감마 레이(gamma ray))을 수신하여 광자를 생성할 수 있다. 광 파이프(120)는 신틸레이터(110)와 반도체 칩(130) 사이에 위치하며, 신틸레이터(110)에 위해 생성된 광자를 반도체 칩(130)에 전달할 수 있다.
반도체 칩(130)은 광 파이프(120)를 통해 전달된 광자를 수신하고, 상기 광자를 대응하는 전기 신호로 생성할 수 있다. 반도체 칩(130)은 어레이 형태로 배열된 복수개의 픽셀 소자(100g)를 포함할 수 있다. 상기 복수개의 픽셀 소자(100g) 각각은 도 9 및 도 10의 픽셀 소자(100e, 100f)일 수 있다. 예를 들어, 도 9 및 도 10에 나타난 바와 같이 하나의 픽셀 소자(100e, 100f)가 16개의 마이크로셀을 포함하고, 도 11에 나타난 바와 같이 픽셀 소자(100g)가 7x7의 어레이 형태로 반도체 칩(130)에 구현되는 경우, 반도체 칩(130)에는 총 7 x 7 x 16 = 784개의 포토 다이오드들(10)이 구현될 수 있다.
인쇄 회로 기판(140)은 반도체 칩(130)을 탑재하며 복수개의 픽셀 소자들(100g)에 공급 전압(VDD)을 제공하는 전원 핀(150)을 포함할 수 있다. 특히 상기 전원 핀(150)은 단일 전원 핀일 수 있으며, 이 경우 상기 단일 전원 핀은 복수개의 픽셀 소자들(100g)과 전기적으로 연결되어 공급 전압(VDD)을 제공할 수 있다.
도 12 및 도 13은 종래의 방사선 측정 모듈을 개략적으로 나타낸 평면도와 저면도이다. 도 12를 참조하면 총 16개의 픽셀 소자가 구현되어 있고, 도 13을 참조하면 상기 16개의 픽셀 소자와 대응되는 16개의 전원 핀들(VDD1~VDD16) 및 16개의 접지 핀들(GND1~GND16)이 인쇄 회로 기판에 포함됨을 알 수 있다. 포토 다이오드의 동작이 공정조건, 작동온도, 및 장시간 운전에 의한 스트레스와 같은 변동에 민감하기 때문에, 16개의 전원 핀이 인쇄 회로 기판에 구현되어야 한다.
그러나, 본 발명의 기술적 사상에 따른 방사선 측정 모듈(200)은, 도 9 내지 도 11에 나타난 바와 같이, 전압 공급 유닛(20)에 의해 포토 다이오드(10)의 브레이크다운 전압이 일정하게 유지될 수 있으므로, 단일 전원 핀(150)만으로도 픽셀 소자(100g)의 안정적인 동작이 달성될 수 있다.
도 14는 본 발명의 기술적 사상에 의한 실시예들에 다른 방사선 측정 장치(300)를 개략적으로 도시한 것이다.
도 14를 참조하면, 방사선 측정 장치(300)는 영상 영역(210), 복수개의 방사선 측정 모듈(200), 및 영상 처리 유닛(230)을 포함할 수 있다.
영상 영역(210)은 목적물을 수용하는 영역으로서, 상기 목적물의 영상을 측정하기 위해 제공된 영역이다. 목적물의 고정을 위해 영상 영역(210) 내에 지지부(220)가 포함될 수 있다. 방사선 측정 모듈(200)은 목적물로부터 방사선을 수신하여 상기 방사선을 전기 신호로 변환할 수 있다. 방사선 측정 모듈(200)은 도 11의 방사선 측정 모듈(도 11의 200)일 수 있는바, 이하 방사선 측정 모듈에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 영상 처리 유닛(230)은 방사선 측정 모듈(200)에 의해 생성된 전기 신호를 기초로 목적물에 대한 영상을 생성할 수 있다.
본 발명을 명확하게 이해시키기 위해 첨부한 도면의 각 부위의 형상은 예시적인 것으로 이해하여야 한다. 도시된 형상 외의 다양한 형상으로 변형될 수 있음에 주의하여야 할 것이다. 도면들에 기재된 동일한 번호는 동일한 요소를 지칭한다.
이상에서 설명한 본 발명이 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.
Claims (17)
- 적어도 하나의 포토 다이오드; 및
상기 포토 다이오드에 전압을 공급하며, 전압 저장 유닛 및 전압 조절 유닛을 포함하는, 적어도 하나의 전압 공급 유닛;
을 포함하고,
프리차지 모드에서, 상기 전압 저장 유닛은 상기 포토 다이오드의 애노드와 연결되어 제1 애노드 전압을 저장하고,
센싱 모드에서, 상기 전압 조절 유닛은 상기 포토 다이오드의 상기 애노드의 제2 애노드 전압을 상기 전압 저장 유닛에 저장된 상기 제1 애노드 전압과 동일하게 조절하고,
상기 전압 공급 유닛은 상기 애노드와 상기 전압 저장 유닛 사이를 연결하는 제1 스위칭 소자를 더 포함하고, 상기 제1 스위칭 소자는 상기 프리차지 모드에서 턴 온 되고, 상기 센싱 모드에서 턴 오프 되는 것을 특징으로 하는 픽셀 소자.
- 제1항에 있어서,
상기 전압 저장 유닛은 커패시터를 포함하는 것을 특징으로 하는 픽셀 소자. - 제1항에 있어서,
상기 제1 애노드 전압은 상기 포토 다이오드의 브레이크다운 전압인 것을 특징으로 하는 픽셀 소자. - 제1항에 있어서,
상기 포토 다이오드의 캐소드와 연결되며, 상기 포토 다이오드를 안정 상태(quiescent state)로 변환시키는 퀘엔칭 유닛(quenching unit) 및
상기 캐소드와 연결되며, 상기 포토 다이오드의 천이(transition) 회수를 카운트하는 리드아웃 유닛(readout unit)을 더 포함하는 픽셀 소자.
- 삭제
- 제1 항에 있어서,
상기 전압 공급 유닛은 상기 전압 저장 유닛과 상기 전압 조절 유닛 사이를 연결하는 제2 스위칭 소자를 더 포함하고,
상기 제2 스위칭 소자는, 상기 프리차지 모드에서 턴 오프 되고, 상기 센싱 모드에서 턴 온 되는 것을 특징으로 하는 픽셀 소자. - 제1항에 있어서,
상기 전압 조절 유닛은 폐루프 회로(closed loop circuit)를 포함하는 것을 특징으로 하는 픽셀 소자. - 적어도 하나의 포토 다이오드; 및
상기 포토 다이오드에 전압을 공급하며, 전압 저장 유닛 및 전압 조절 유닛을 포함하는, 적어도 하나의 전압 공급 유닛;
을 포함하고,
프리차지 모드에서, 상기 전압 저장 유닛은 상기 포토 다이오드의 애노드와 연결되어 제1 애노드 전압을 저장하고,
센싱 모드에서, 상기 전압 조절 유닛은 상기 포토 다이오드의 상기 애노드의 제2 애노드 전압을 상기 전압 저장 유닛에 저장된 상기 제1 애노드 전압과 동일하게 조절하고,
상기 전압 조절 유닛은,
상기 전압 저장 유닛과 연결되어 상기 제1 애노드 전압을 수신하는 제1 단자, 상기 포토 다이오드의 상기 애노드와 연결되어 상기 제2 애노드 전압을 수신하는 제2 단자, 상기 제1 단자와 상기 제2 단자의 신호들을 비교하여 비교 결과를 출력하는 제1 출력 단자를 포함하는 제1 비교기; 및
상기 제1 비교기의 제1 출력 단자와 연결된 게이트, 그라운드와 연결된 소스, 및 상기 애노드와 연결된 드레인을 포함하는 트랜지스터를 포함하는 것을 특징으로 하는 픽셀 소자.
- 제8항에 있어서,
상기 전압 조절 유닛은 상기 게이트와 상기 제1 출력 단자 사이를 연결하는 제3 스위칭 소자를 더 포함하고,
상기 제3 스위칭 소자는, 상기 프리차지 모드에서 턴 오프 되고, 상기 센싱 모드에서 턴 온 되는 것을 특징으로 하는 픽셀 소자. - 제9 항에 있어서,
상기 전압 공급 유닛은,
캐소드와 연결된 제3 단자, 기준 전압을 수신하는 제4 단자, 및 상기 제3 단자와 상기 제4 단자의 신호들을 비교하여 비교 결과를 출력하는 제2 출력 단자를 포함하는 제2 비교기; 및
상기 트랜지스터의 상기 게이트와 상기 제2 출력 단자 사이를 연결하는 제4 스위칭 소자를 더 포함하고,
상기 제4 스위칭 소자는, 상기 프리차지 모드에서 턴 온 되고, 상기 센싱 모드에서 턴 오프 되는 것을 특징으로 하는 픽셀 소자. - 제1항에 있어서,
상기 픽셀 소자는 복수개의 마이크로셀들을 포함하고,
상기 적어도 하나의 포토 다이오드는 복수개의 포토 다이오드들을 포함하며, 상기 포토 다이오드들 각각은 상기 복수개의 마이크로셀들 각각에 포함되는 것을 특징으로 하는 픽셀 소자. - 제11 항에 있어서,
상기 적어도 하나의 전압 공급 유닛은 복수개의 전압 공급 유닛들을 포함하며,
상기 적어도 하나의 전압 공급 유닛 각각은 상기 복수개의 마이크로셀들 각각에 포함되는 것을 특징으로 하는 픽셀 소자. - 제11항에 있어서,
상기 적어도 하나의 전압 공급 유닛은 단일 전압 공급 유닛이며,
상기 단일 전압 공급 유닛은 상기 복수개의 마이크로셀들과 연결되어 상기 복수개의 포토다이오드들에 전압을 공급하는 것을 특징으로 하는 픽셀 소자. - 방사선을 수신하여 광자를 생성하는 신틸레이터(scintillator); 및
상기 신틸레이터에 의해 생성된 상기 광자를 수신하는 복수개의 픽셀 소자들을 포함하고,
상기 복수개의 픽셀 소자들 각각은,
적어도 하나의 포토 다이오드; 및
상기 포토 다이오드에 전압을 공급하며, 전압 저장 유닛 및 전압 조절 유닛을 포함하는, 적어도 하나의 전압 공급 유닛;
을 포함하고,
프리차지 모드에서, 상기 전압 저장 유닛은 상기 포토 다이오드의 애노드와 연결되어 제1 애노드 전압을 저장하고,
센싱 모드에서, 상기 전압 조절 유닛은 상기 포토 다이오드의 상기 애노드의 제2 애노드 전압을 상기 전압 저장 유닛에 저장된 상기 제1 애노드 전압으로 유지하고,
상기 적어도 하나의 전압 공급 유닛은 상기 애노드와 상기 전압 저장 유닛 사이를 연결하는 제1 스위칭 소자를 더 포함하고, 상기 제1 스위칭 소자는 상기 프리차지 모드에서 턴 온 되고, 상기 센싱 모드에서 턴 오프 되는 것을 특징으로 하는 방사선 측정 모듈.
- 제14항에 있어서,
상기 복수개의 픽셀 소자들은 어레이 형태로 반도체 칩에 집적화되고,
상기 방사선 측정 모듈은, 상기 반도체 칩을 탑재하며 상기 복수개의 픽셀 소자에 공급 전압을 제공하는 적어도 하나의 전원 핀을 포함하는 인쇄 회로 기판을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방사선 측정 모듈. - 제15항에 있어서,
상기 적어도 하나의 전원 핀은, 단일 전원 핀이며, 상기 단일 전원 핀은 상기 복수개의 픽셀 소자들과 전기적으로 연결되어 공급 전압을 제공하는 것을 특징으로 하는 방사선 측정 모듈. - 목적물의 영상을 측정하기 위해 상기 목적물을 수용하는 영상 영역;
상기 영상 영역을 둘러싸도록 배치되며, 상기 목적물로부터 방사선을 수신하여 전기 신호로 변환하는 복수개의 방사선 측정 모듈; 및
상기 전기 신호를 영상으로 변환하는 영상 처리 유닛을 포함하고,
상기 방사선 측정 모듈은, 상기 방사선을 수신하여 광자를 생성하는 신틸레이터 및 상기 신틸레이터에 의해 생성된 상기 광자를 수신하는 복수개의 픽셀 소자들을 포함하고,
상기 복수개의 픽셀 소자들 각각은,
적어도 하나의 포토 다이오드; 및
상기 포토 다이오드에 전압을 공급하며, 전압 저장 유닛 및 전압 조절 유닛을 포함하는, 적어도 하나의 전압 공급 유닛;
을 포함하고,
프리차지 모드에서, 상기 전압 저장 유닛은 상기 포토 다이오드의 애노드와 연결되어 제1 애노드 전압을 저장하고,
센싱 모드에서, 상기 전압 조절 유닛은 상기 포토 다이오드의 상기 애노드의 제2 애노드 전압을 상기 전압 저장 유닛에 저장된 상기 제1 애노드 전압으로 유지하고,
상기 적어도 하나의 전압 공급 유닛은 상기 애노드와 상기 전압 저장 유닛 사이를 연결하는 제1 스위칭 소자를 더 포함하고, 상기 제1 스위칭 소자는 상기 프리차지 모드에서 턴 온 되고, 상기 센싱 모드에서 턴 오프 되는 것을 특징으로 하는 방사선 측정 장치.
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