Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Зарядо-чувствительные усилители сигналов детекторов ионизирующих излучений Дьячков Игорь Арсеньевич

Зарядо-чувствительные усилители сигналов детекторов ионизирующих излучений
<
Зарядо-чувствительные усилители сигналов детекторов ионизирующих излучений Зарядо-чувствительные усилители сигналов детекторов ионизирующих излучений Зарядо-чувствительные усилители сигналов детекторов ионизирующих излучений Зарядо-чувствительные усилители сигналов детекторов ионизирующих излучений Зарядо-чувствительные усилители сигналов детекторов ионизирующих излучений Зарядо-чувствительные усилители сигналов детекторов ионизирующих излучений Зарядо-чувствительные усилители сигналов детекторов ионизирующих излучений Зарядо-чувствительные усилители сигналов детекторов ионизирующих излучений Зарядо-чувствительные усилители сигналов детекторов ионизирующих излучений Зарядо-чувствительные усилители сигналов детекторов ионизирующих излучений Зарядо-чувствительные усилители сигналов детекторов ионизирующих излучений Зарядо-чувствительные усилители сигналов детекторов ионизирующих излучений
>

Данный автореферат диссертации должен поступить в библиотеки в ближайшее время
Уведомить о поступлении

Диссертация - 480 руб., доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Автореферат - 240 руб., доставка 1-3 часа, с 10-19 (Московское время), кроме воскресенья

Дьячков Игорь Арсеньевич. Зарядо-чувствительные усилители сигналов детекторов ионизирующих излучений : диссертация ... кандидата технических наук : 05.13.05.- Москва, 2002.- 216 с.: ил. РГБ ОД, 61 03-5/1685-X

Содержание к диссертации

ГЛАВА 1. Общая характеристика, требования к параметрам и схемотехника ЗЧУ 16

  1. Общая характеристика и классификация 16

  2. Схемотехника ЗЧУ 28

  3. Промежуточные каскады 30

ГЛАВА 2. Анализ зарядовой чувствительности, частотных и шумовых

  1. Преобразование эквивалентной шумовой схемы ЗЧУ

Анализ шумов элементов первого каскада усилителя

и резистора обратной связи 73

  1. Сравнение результатов аналитического и компьютерного

расчета шума ЗЧУ и детектора 79

  1. Расчет шумового заряда для полной эквивалентной

шумовой схемы ЗЧУ совместно с детектором 81

  1. Преобразование эквивалентной шумовой схемы ЗЧУ

Расчет и оптимизация шумов элементов первого каскада

и резистора обратной связи 88

  1. Сравнение результатов аналитического и компьютерного

расчета шума ЗЧУ и детектора 94

2.7. Пути снижения шумового заряда ЗЧУ и детектора при различных

соотношениях параллельных и последовательных шумов 95

ГЛАВА 3. Обобщенные показатели качества ЗЧУ 99

  1. Назначение обобщенных показателей качества 99

  1. Методика оптимального проектирования ЗЧУ 119

  • Заказная и полузаказная технологии монолитных

    интегральных схем 133

    1. Особенности технологии изготовления резисторов обратной

    1. Способ улучшения шумового заряда, динамического диапазона

      и коэффициента усиления ЗЧУ 146

      1. Структура интегрального ЗЧУ для случая сильных помех и наводок

      по цепям питания 159

      СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 170

      СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ СОКРАЩЕНИЙ

      ЗЧУ - зарядо-чувствительный усилитель ГИС - гибридная интегральная микросхема ИС - монолитная интегральная микросхема ПТ -полевой транзистор БТ- биполярный транзистор ОС- обратная связь

      HEMT-(high electron mobility transistor) - ПТ с высокой подвижностью электронов

      ДК-дифференциальный каскад

      КУТ-коэффициент усиления тока

      ППД-полупроводниковый детектор

      ЭШС-эквивалентная шумовая схема

      ТКЕ-температурный коэффициент емкости

      ЦФ -целевая функция

      ТЗ- техническое задание

      GaAs-арсенид галлия

      ИНУЗ—источник напряжения, управляемый зарядом ИНФ-источник напряжения питания-фильтр МОП-технология изготовления ПТ металл-оксид-полупроводник

      БиКМОП-технология изготовления на одном кристалле БТ и комплементарных МОП ПТ ОУ-операционный усилитель СПМТ-спектрометрический тракт

      Введение к работе

      Зарядо-чувствительные усилители находят свое применение в электронных приборах для экспериментов ядерной физики, физики элементарных частиц, приборах для измерения уровня радиации, в измерительной технике и системах управления.

      Актуальность диссертации

      Анализ схем различных каналов электронной аппаратуры для ядерно-физических экспериментов, проводимых в крупных Российских исследовательских институтах, таких как РНЦ "Курчатовский институт" (Москва), ОИЯИ (Дубна), ИТЭФ, НИИ ЯФ МГУ, СНИИП, ВНИИА, НИИ ИТ (Москва), ИЯИ (Троицк), ИФВЭ (Протвино) и зарубежных исследовательских центрах CERN (Швейцария), DESY и GSI (Германия), INFN (Италия), RAL (Великобритания) и других научных организациях, показал, что важнейшим узлом аналогового канала съема сигналов с детекторов ионизирующих излучений является зарядо-чувствительный усилитель (ЗЧУ). В детекторной электронике наблюдается постоянная тенденция уменьшения габаритов и массы ^аппаратуры детектирования ионизирующих излучений, и в частности ее базового узла-ЗЧУ, поэтому весьма перспективной является разработка и создание ЗЧУ в виде микросхем.

      Дальнейшее развитие ядерной физики и физики элементарных частиц, измерительной техники и систем управления требует улучшения качественных показателей электроники для детекторов ионизирующих излучений в целом и параметров ЗЧУ в частности. Это касается одновременного снижения его шумового заряда и потребляемой мощности, увеличения быстродействия, загрузочной способности и динамического диапазона. Улучшение данных показателей ЗЧУ является актуальной задачей и вызывает необходимость совершенствования их новых принципиальных схем.

      ЗЧУ изготовлялись сначала преимущественно на электронных лампах. Большой вклад в развитие теории и схемотехники усилителей данного класса и их отдельных каскадов внесли авторы публикаций [1...6] (1950... 1970 годы). С развитием полупроводниковой технологии ламповые варианты ЗЧУ стали заменяться транзисторными (1970... 1980 годы) [7... 10]. В дальнейшем с совершенствованием транзисторов и массовым производством микросхем схемотехника ЗЧУ продолжала развиваться, что отражено в книгах и статьях [11... 14] (с 1980 года по настоящее время). Следует отметить, что в России до последнего времени ЗЧУ не изготовлялись в виде полупроводниковых ИС, что подчеркивает важность их создания.

      В литературе к моменту начала работы над диссертацией (1997г.) отсутствовали обобщенные показатели качества ЗЧУ, в полной мере отражающие их возможности с учетом присущих только им специфических параметров и особенностей. Оценка качественных показателей целесообразна при проектировании и сравнении ЗЧУ, что обуславливает введение обобщенных критериев, включающих в себя совокупность параметров ЗЧУ. Не было уделено достаточного внимания совокупной оценке и оптимизации шума ЗЧУ и детектора, позволяющей выбрать необходимую элементную базу для изготовления усилителя, что обуславливает необходимость их проведения. Не использовалось понятие предельной зарядовой чувствительности усилителя, которое позволяло бы оценить предельные усилительные возможности ЗЧУ.

      Для обеспечения нормального функционирования ЗЧУ в случае значительных наводок на цепи питания необходимы встраиваемые в усилитель и не содержащие регулирующих элементов источники напряжения-фильтры (ИНФ). Они позволяют обеспечивать фильтрацию наводок и пульсаций и более эффективно использовать напряжение питания. Структурные и принципиальные схемы ИНФ в литературе рассмотрены не достаточно подробно, что подчеркивает целесообразность их разработки.

      Приведенные выше факты позволяют утверждать, что несмотря на относительно большое количество известных вариантов ЗЧУ, разработка усилителей данного типа на современной элементной базе, удовлетворяющих комплексу требований аппаратуры для ядерной физики, физики элементарных частиц, измерительной техники и систем управления является актуальной научно-технической задачей. Цель диссертации

      Целью диссертации является развитие теории ЗЧУ и методики их проектирования, включающей инженерный расчет и минимизацию шумового заряда усилителей, оценку показателей качества усилителей, создание и исследование малошумящих ЗЧУ в дискретном, гибридном и полупроводниковом исполнениях.

      Достижение данной цели предусматривает решение следующих задач: -анализ различных вариантов построения ЗЧУ, исследование их свойств и особенностей, исследование схем отдельных каскадов ЗЧУ и их сравнение по основным параметрам; -классификация современных вариантов ЗЧУ по ряду признаков; -анализ шумов активных и пассивных элементов усилителя; -разработка методики инженерного расчета и минимизации шума ЗЧУ; -вывод соотношений, связывающих параметры элементов ЗЧУ, позволяющих для типовых схем усилителей выбрать требуемую элементную базу и режим транзисторов отдельных каскадов по постоянному току для минимизации шума; -создание методики расчета максимально допустимого шумового заряда ЗЧУ, используемого в составе аппаратуры для физического эксперимента; -вывод аналитической зависимости коэффициента передачи по заряду от параметров схемы ЗЧУ и фактора ОС по заряду; -расчет нестабильности коэффициента передачи по заряду при изменении параметров схемы; -вывод критериев качества ЗЧУ; -сравнение различных схемотехнических вариантов ЗЧУ по предложенным показателям качества; -выбор целевой функции, включающей в себя основные параметры ЗЧУ и создание программы, позволяющей проводить параметрическую оптимизацию принципиальной схемы на компьютере в автоматическом режиме; -проектирование и изготовление ЗЧУ в полупроводниковом, гибридном и дискретном исполнении для их последующего использования в аналоговых трактах съема и обработки сигналов, исследование свойств созданных усилителей в составе аппаратуры детектирования ионизирующих излучений.

      Научная новизна

      Введены и обоснованы обобщенные критерии качества, которые позволяют более объективно производить сравнение различных вариантов ЗЧУ. Проведен сравнительный анализ известных на сегодняшний день схем ЗЧУ по предложенным критериям качества, что позволяет выбрать наиболее подходящие варианты ЗЧУ для конкретных экспериментов.

      Впервые введен новый параметр, характеризующий ЗЧУ - предельная зарядовая чувствительность, позволяющий оценивать максимально возможный коэффициент преобразования входного заряда в выходное напряжение. Данная величина дает возможность судить о предельных усилительных возможностях ЗЧУ.

      Развита методика проектирования ЗЧУ, позволяющая сократить время их проектирования и улучшить совокупность ключевых параметров усилителей.

      Предложены критерии аддитивной целевой функции, для которой в процессе выполнения программы оптимального поиска находится глобальный экстремум по ряду параметров: шумовой заряд, коэффициент усиления, время нарастания, динамический диапазон, интегральная нелинейность, потребляемая мощность. Использование данных критериев дает возможность обеспечить улучшение указанных его параметров.

      Разработана методика минимизации шумового заряда ЗЧУ, которая позволяет получать сравнительно простую его аналитическую зависимость от параметров схемы и детектора. Предложены рекомендации по снижению шума ЗЧУ с учетом влияния детектора при различных соотношениях параллельной и последовательной составляющих шума усилителя, которые позволяют обеспечить максимальное энергетическое разрешение аналогового тракта.

      Практическая ценность

      Разработана новая структурная схема ЗЧУ. Реализация усилителя в соответствии с предложенной структурной схемой позволяет одновременно увеличить его динамический диапазон приблизительно в 2,5 раза и коэффициент усиления ориентировочно в 1,8 раза по сравнению с этими величинами классических вариантов схем.

      Впервые в России на базе биполярно-полевой комплементарной технологии ГУП НПП «Пульсар» реализована полупроводниковая микросхема ЗЧУ 1432УП1, принципиальная схема которой отвечает предложенной структурной схеме. Параметры данной ИС следующие: коэффициент усиления 25000; время нарастания 10нс; шумовой заряд 43 электрона при постоянной времени формирования бмкс; размах выходного напряжения ±8В. ЗЧУ с использованием ИС 1432УП1 по совокупности достигнутых характеристик не уступает, а по шумовому заряду превосходит известные аналоги ведущих зарубежных фирм: Ortec 142А (фирма EG&G Ortec, США) и CAEN (фирма Caen, Италия).

      Разработана и изготовлена гибридная микросхема ЗЧУ УИ2546, что позволило получить следующие параметры: шумовой заряд 190е на постоянной времени формирования 1мкс, время нарастания 10нс. По совокупности параметров ГИС УИ2546 не уступает известным зарубежным аналогам CEA 588 (фирмы СЁА, Франция) и Ortec 142С (EG&G Ortec, США). Возможность регулирования режимного тока ГИС позволяет получать требуемое быстродействие и уровень шума при минимально возможном потреблении для конкретного детектора.

      Предложен новый тип устройств, относящихся к классу управляемых источников - источники напряжения, управляемые зарядом (ИНУЗ), что позволяет более объективно оценивать требуемую передаточную характеристику ЗЧУ и формализовать процедуру их проектирования, а также процедуру проектирования аналоговых электронных каналов обработки сигналов детекторов и других систем управления.

      Разработана структурная и принципиальная схемы внутренних источников напряжения-фильтров. Их использование в составе интегрального ЗЧУ позволяет без дополнительных регулировок устанавливать внутренние напряжения питания усилителя несколько ниже постоянных напряжений внешнего источника питания и одновременно дает возможность снизить влияние пульсаций источника питания и наводок по цепям питания на работу ЗЧУ, а также обеспечить низкие собственные шумы источника питания.

      Реализация результатов диссертации

      Диссертация выполнена на кафедре электроники МИФИ и неразрывно связана с работами по договорам: № 96-3-003-051, № 97-3-026-207, № 99-3-026-207, № 81-3007-682. Результаты диссертации были также использованы в договорах Международного научно-технического центра (МНТЦ) № 254 и № 596, Московской городской программе «Конверсия городу» и программе ОИЯИ «Нейтронное исследование конденсированных сред».

      В ГУП НПП «Пульсар» внедрена в производство микросхема ЗЧУ 1432УП1, что позволило снизить шумовой заряд, увеличить динамический диапазон и коэффициент усиления, а также снизить цену усилителя по сравнению с ЗЧУ А250 известной фирмы Ашр1ек.

      В НИИ ЯФ МГУ разработанные ЗЧУ были включены в состав спектрометра по регистрации ионизирующих излучений, что позволило улучшить его энергетическое разрешение и снизить потребляемую мощность.

      Материалы диссертации, в частности: анализ частотных характеристик ЗЧУ, расчет шумовых характеристик ЗЧУ и особенности схемотехники ЗЧУ использовались в лекциях и практических занятиях проводимых в МИФИ по курсам "Основы электроники" и "Аналоговые электронные схемы".

      На защиту выносятся следующие положения:

      Результаты сравнительного анализа различных схем ЗЧУ и технологий их изготовления, позволяющие выбрать наиболее перспективный вариант усилителя для конкретных условий физического эксперимента.

      Методика проектирования ЗЧУ, которая включает автоматизированный поиск экстремума целевой функции на ЭВМ, позволяющий одновременно использовать результаты анализа частотных и характеристик и переходных процессов.

      Обобщенные параметры качества ЗЧУ, инвариантные фактору обратной связи, введение каждого из которых позволяет оценивать качество ЗЧУ одновременно по нескольким параметрам: шумовому заряду, времени нарастания фронта выходного напряжения, коэффициенту передачи, его стабильности и линейности.

      Инженерная методика аналитической минимизации шумового заряда ЗЧУ с учетом влияния детектора, которая позволяет получать простые аналитические соотношения параметров детектора и компонентов усилителя, определяющие требования к детектору и элементной базе для построения ЗЧУ.

      5. Разработанная структурная и принципиальная схема монолитной микросхемы ЗЧУ 1432УП1, позволившую получить недостижимую ранее для монолитных микросхем ЗЧУ совокупность параметров: коэффициента усиления, динамического диапазона, шумового заряда и быстродействия, что позволяет увеличить энергетическое разрешение каналов электроники для физического эксперимента и точность временных измерений.

      Апробация диссертации

      Основные результаты, представленные в диссертации, докладывались и обсуждались на следующих конгрессах, конференциях и семинарах: -международном научном конгрессе студентов, аспирантов и молодых ученых «Молодежь и наука - третье тысячелетие» (Москва, 1996г.); -международной научно-практической конференции по использованию достижений науки и техники в развитии городов (Москва, 1996г.); -3м международном совещании «Микросистемы в мониторинге окружающей среды» (Москва, 1996); -52ой научной сессии Российского Научно-технического Общества Радиотехники Электроники и Связи им. А.С.Попова (Москва, 1997г.); -1 международном симпозиуме «Системы сбора данных для нейтронных спектрометров» (Дубна, 1997г.); -2ой открытой научной конференции молодых ученых и специалистов (Дубна, 1998г); -Всероссийской конференции «Проблемы сертификации и управления качеством» (Ульяновск, 1998г); -2 международных симпозиумах «Системы сбора данных для нейтронных спектрометров» (Дубна, 2000г.); -научных семинарах по проекту МНТЦ №254 (Москва, 1996.. .97гг.); -научных сессиях МИФИ (98.. .2000, 2002); -57ой научной сессии Российского Научно-технического Общества Радиотехники Электроники и Связи им. А.С.Попова (Москва, 2002г.).

      Материалы диссертации нашли свое отражение в 18 публикациях и вошли в качестве составной части в 6 научно-технических отчетов.

      Структура и объем диссертации

      Диссертация состоит из введения, пяти глав и заключения; она изложена на 216 страницах, включая 110 страниц печатного текста, 66 рисунков, 17 таблиц, список литературы из 130 наименований на 9 страницах и приложения на 38 страницах.

      Краткое содержание диссертации

      В первой главе приведены обобщающие заключения, явившиеся результатом анализа отечественной и зарубежной литературы по ЗЧУ. Рассмотрены достоинства и недостатки различных вариантов принципиальных схем целиком ЗЧУ, а также отдельных каскадов, входящих в их состав. Сформулированы требования к параметрам ЗЧУ. Предложена классификация ЗЧУ по ряду признаков. Предложено условное деление уровня входных зарядов, значений емкости детектора и динамической входной емкости ЗЧУ, загрузочной способности усилителя и его шумового заряда на диапазоны. Рассмотрены требования к отдельным каскадам ЗЧУ и особенности их схемотехники. Отмечено, что ЗЧУ являются преобразователями заряда, полученного от детектора заряженных частиц в напряжение, в связи с чем параметр управления, имеющий смысл коэффициента передачи входного заряда в выходное напряжение (зарядовая чувствительность) является основной характеристикой ЗЧУ. В связи с этим для наиболее точного отражения свойств ЗЧУ как усилителя, следующего непосредственно за детектором, предложено дополнить классификацию управляемых источников источником напряжения, управляемым зарядом (ИНУЗ). Использование данного управляемого источника позволяет характеризовать ЗЧУ на функциональном уровне, как элемент спектрометрической системы. Использование ИНУЗ позволяет составлять эквивалентные схемы, с помощью которых можно зная энергию излучения, путем сравнительно простых расчетов получить ориентировочное значение амплитуды выходного сигнала, что позволяет также проследить связь такой физической величины, как энергия частиц, ионизирующих детектор, с амплитудой напряжения на выходе и дает возможность экспериментаторам-физикам проводить оценку характеристик ЗЧУ.

      Во второй главе получены операторные выражения зарядовой чувствительности для ЗЧУ с полевым транзистором (ПТ) и биполярным транзистором (БТ) на входе, с помощью которых проанализированы их частотные и временные характеристики. Рассмотрены вопросы устойчивости ЗЧУ. Обоснована возможность использования эквивалентной схемы с источниками шумов БТ для инженерного аналитического расчета шумового заряда ЗЧУ. Получены формулы для шумового заряда типовых схем ЗЧУ совместно с детектором, позволяющие проводить аналитический расчет вкладов шума детектора и усилителя от различных источников шума, что дает возможность оптимального выбора режима каскадов ЗЧУ по постоянному току. Даны рекомендации по снижению шума ЗЧУ с учетом шумов детектора при различных соотношениях вкладов параллельного и последовательного шума ЗЧУ. Для типовых схем ЗЧУ получены соотношения между параметрами элементов схемы, при выполнении которых вклад шумов отдельных элементов в общий шум ЗЧУ будет незначительным. Исследованы зависимости шумового заряда ЗЧУ от параметров транзисторов, входящих в состав усилителя. Предложена методика оптимизации шумового заряда ЗЧУ, в которой объединены и сведены воедино различные способы учета компонентов шума. Выявлены принципиальные ограничения, не позволяющие уменьшить шумовой заряд системы ЗЧУ с учетом шумов детектора.

      В третьей главе предложены следующие критерии качества ЗЧУ: -ресурс стабильности, характеризующий возможность ЗЧУ обеспечения достаточной зарядовой чувствительности при необходимой ее стабильности; -импульсная добротность ЗЧУ, позволяющая оценить усилительные свойства ЗЧУ в совокупности с временем нарастания фронта выходного сигнала; -ресурс линейности, дающий возможность охарактеризовать усилительные свойства ЗЧУ наряду с линейностью его передаточной характеристики; -параметр качества, характеризующий скорость обработки сигналов, поступающих на вход ЗЧУ; -ресурс зарядовой чувствительности, дающий возможность оценить способность ЗЧУ усиливать сигналы от детектора в определенном диапазоне изменения входных зарядов.

      Для комплексной оценки сразу нескольких из указанных выше критериев предложены обобщенные параметры качества. Проведено сравнение различных типов ЗЧУ с их использованием. На основе проведенного сравнения выявлены характерные свойства конкретных схем усилителей в условиях различных постоянных времени формирования выходного импульса при различных емкостях детектора, позволяющие эффективно выбирать схемотехнику и элементную базу для построения ЗЧУ для различных экспериментов. Представлены аналитические выражения вкладов в общую нестабильность зарядовой чувствительности ЗЧУ нестабильностей его коэффициента усиления, емкостей детектора, обратной связи и входной емкости транзистора первого каскада. Предложен способ уменьшения нестабильности зарядовой чувствительности ЗЧУ. Показана возможность увеличения верхнего предела динамического диапазона путем снижения зарядовой чувствительности и снижение нижнего предела динамического диапазона за счет уменьшения емкости детектора. Введен новый параметр ЗЧУ-предельная зарядовая чувствительность, позволяющий судить о его потенциальных предельных усилительных возможностях.

      В четвертой главе рассмотрены вопросы проектирования ЗЧУ. Приведена постановка задачи проектирования ЗЧУ. Предложена методика проектирования ЗЧУ для наилучшего с точки зрения ряда параметров снятия сигналов с детекторов ионизирующих частиц и усиления этих сигналов. Методика позволяет ориентируясь на данные ТЗ спроектировать усилитель для конкретного физического эксперимента. Важной составной частью предложенной методики проектирования ЗЧУ является методика их параметрической оптимизации на компьютере.

      Дана классификация методов оптимального поиска экстремума целевой функции (ЦФ). Рассмотрены особенности методов оптимального поиска и проблемы выбора метода для начального нахождения области глобального экстремума аддитивной ЦФ и метода для точного нахождения вышеуказанного экстремума. Выбрано выражение и предложены критерии ЦФ, позволяющие проводить оптимальный поиск по ряду параметров схемы ЗЧУ. Рассмотрены отличия предложенной программы параметрической оптимизации от известной программы Optimizer пакета программ Design LAB и OrCAD. Рассмотрен пример проектирования ЗЧУ для детектора на сжатом ксеноне. Приведены результаты испытаний спроектированного усилителя.

      Представлены особенности применения биполярной, полевой, КМОП, совмещенной и гибридной технологий, применяемых при изготовлении ЗЧУ. Даны рекомендации по проектированию топологии и разработке конструкции ЗЧУ.

      В пятой главе предложена новая структурная схема построения ЗЧУ. Приведена принципиальная схема, позволяющая улучшить по сравнению с общеизвестными схемами ЗЧУ коэффициент усиления, шумовой заряд и динамический диапазон для одной из полярностей сигнала. Представлена разработанная согласно новой структурной схеме принципиальная схема интегральной микросхемы (ИС) ЗЧУ 1432УП1. Указаны параметры, полученные в результате испытаний изготовленной ИС. Дана структурная схема и измеренные параметры канала электроники для нейтронных экспериментов, разработанного и изготовленного с использованием ИС ЗЧУ.

      В случае сильных наводок по цепям питания предложено использовать структуру интегрального ЗЧУ с внутренними источниками питания-фильтрами. Приведена принципиальная схема внутреннего источника питания-фильтра на базе БМК 5515ХТ1 ОАО Ангстрем, (Зеленоград), разработанная в соответствии с предложенной структурной схемой. Указаны преимущества предложенной схемы построения ЗЧУ по сравнению с известными вариантами усилителей.

      Представлена принципиальная схема разработанной гибридной микросхемы (ГИС) ЗЧУ УИ2546 и измеренные параметры изготовленного усилителя. Рассмотрены особенности его принципиальной схемы.

      Приведена принципиальная схема разработанного ЗЧУ на базе серийно выпускаемой ИС 1407УД2, экспериментально полученные параметры усилителя и его отличительные черты.

      В заключении сформулированы основные результаты диссертации, проблемы и перспективы дальнейшего совершенствования ЗЧУ.

      В приложении 1 приведены формулы полюсов частотной характеристики ЗЧУ с БТ на входе и формулы времени нарастания и спада выходного импульса ЗЧУ.

      В приложении 2 проанализированы источники шума различных типов детекторов. Приведены аналитические выражения для тепловых, дробовых шумов, диэлектрического и фликкер-шума детекторов. Даны оценки флуктуаций выходного сигнала в виде заряда для детекторов различных типов при действии ионизирующего излучения.

      В приложении 3 рассматривается эквивалентная шумовая схема резистора и его основные источники шумов. Представлены данные о шумах резисторов различных типов.

      В приложении 4 приведена эквивалентная шумовая схема конденсатора. Проанализирован шум конденсаторов.

      В приложении 5 представлены источники шумов полевых транзисторов.

      В приложении 6 приведены аналитические выражения составляющих шумового заряда ЗЧУ с ПТ на входе.

      В приложении 7 представлены формулы составляющих шумового заряда ЗЧУ с БТ на входе.

      В приложении 8 приведены выражения дифференциальной нелинейности ЗЧУ.

      В приложении 9 представлены параметры известных на сегодняшний день ЗЧУ и рассчитанные для них значения параметров качества.

      В приложении 10 рассмотрены методы поиска глобального экстремума целевой функции.

      Похожие диссертации на Зарядо-чувствительные усилители сигналов детекторов ионизирующих излучений