Nupix-H2- 单片有源像素探测器电路设计

分类： 核科学技术 >> 核探测技术与核电子学 提交时间： 2023-06-15

尹锐 何芮 黄菊 袁红 赵承心

摘要： 在核物理和粒子物理实验中，顶点和径迹探测器主要用于获取对撞粒子的位置、能量、时间等信息。近年来，单片有源像素传感器(MAPS, Monolithic Active Pixel Sensor)在探测器领域引起了广泛关注。基于单片有源像素传感器技术，将设计一款名为Nupix-H2的芯片，该芯片采用国产130 nm CMOS工艺，像素阵列大小为128行128列，单个像素面积为22 m 22 m，采用Rolling Shutter的读出方式逐行扫描，按列依次输出每个像素单元的信息，扫描频率为40 MHz。为了验证该芯片的可行性，本文设计了一个1行16列的测试阵列Nupix-H2-，该像素阵列的能量信息通过电荷灵敏放大器读出，时间信息则通过计数器计量，系统可实现自动复位。仿真结果表明，该像素阵列的ENC小于30 e-，能量分辨率约为5%，时间分辨小于25 ns。

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