Application of a Capacitive Charge-Sharing Circuit for Reducing the Number of Readout Channels of Multichannel Semiconductor Detectors with p–n Junctions

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

The article considers an electronic circuit that, in some cases, makes it possible to significantly reduce the number of readout channels in a silicon coordinate detector based on a matrix of p–i–n structures (strip- or pad-type) without a loss in the coordinate measurement accuracy. The electronic circuit is a chain of external capacitors that connect the structures of the detector. When one of the structures is hit, a signal propagates along the chain of capacitors of the capacitive divider to the nearest readout channels and it is possible to determine the original number of the hit structure by the change in the signal value. The proposed circuit was mathematically simulated for typical parameters of the detector and readout electronics. The mathematical model allowed us to optimize the circuit parameters depending on the parameters of the detector and readout electronics. The simulation results are confirmed by experimental measurements on several prototypes of the device. It is shown that, in certain application cases, when a detector signal is high enough, e.g., when nuclei with Z > 6 are registered, one can achieve, by using standard low-noise operational amplifiers, the accurate recovery of the number of the hit structure in the chain consisting of at least 30 structures by reading only two extreme structures.

About the authors

A. V. Gorbunov

Moscow State University, Skobeltsyn Institute of Nuclear Physics

Email: gorbunov.av18@physics.msu.ru
119991, Moscow, Russia

D. E. Karmanov

Moscow State University, Skobeltsyn Institute of Nuclear Physics

Author for correspondence.
Email: gorbunov.av18@physics.msu.ru
119991, Moscow, Russia

References

  1. Сандуковский В.Г., Савельев В.И. // Физика элементарных частиц и атомного ядра. 1991. Т. 22. Вып. 6. С. 1347.
  2. Laegsgaard E. // Nucl. Instrum. and Methods. 1979. T. 162. № 1–3. C. 93. https://doi.org/10.1016/0029-554X(79)90708-0
  3. England J., Hyams B., Hubbeling L., Vermeulen J., Weilhammer P. // Nucl. Instrum. and Methods in Phys. Res. 1981. T. 185. №. 1–3. P. 43. https://doi.org/10.1016/0029-554X(81)91192-7
  4. Башинджагян Г.Л., Короткова Н.А. // ПТЭ. 2006. № 3. С. 27.
  5. D0 Collaboration. Abazov V.M. et al. // Nucl. Instrum. And Methods. 2006. V. A565. P. 463. https://doi.org/10.1016/j.nima.2006.05.248
  6. Lutz G. Semiconductor radiation detectors. Berlin: Springer, 1999. https://doi.org/10.1007/978-3-540-71679-2
  7. Воронин А., Елин В., Кудряшов И., Меркин М. // Электроника: Наука, технология, бизнес. 2016. № 3. С. 54.
  8. Акимов Ю.К., Игнатьев О.В., Калинин А.И., Кушнирук В.Ф. Полупроводниковые детекторы в экспериментальной физике. М.: Энергоатомиздат, 1989.

Supplementary files


Copyright (c) 2023 А.В. Горбунов, Д.Е. Карманов

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».