Tytuł artykułu
Autorzy
Identyfikatory
Warianty tytułu
Influence of series resistance of cables and silicon strip detectors on detector system noise performance
Języki publikacji
Abstrakty
Celem pracy jest analiza wpływu szeregowej rezystancji półprzewodnikowych detektorów paskowych oraz przewodów na parametry szumowe układu detekcyjnego. Ponadto przeanalizowano wpływ złożoności modelu zarówno detektora jak i przewodu na dokładność odwzorowania tych parametrów. Autorzy pracują nad układem scalonym do odczytu krzemowych detektorów paskowych dla potrzeb detektora STS (Silicon Tracking System) w eksperymencie CBM (Compressed Baryonic Matter) w ośrodku GSI (Geselschaft fuer Schwehrionenforschung) w Niemczech. Analiza będąca przedmiotem tej pracy pomoże w doborze optymalnych pod kątem szumowym konstrukcji zarówno detektora, jak i przewodów łączących elektronikę odczytu z detektorem. Na potrzeby pracy przygotowano po 3 modele detektora i przewodu różniące się stopniem złożoności. Przedstawiono modele od prostych, dyskretnych opartych o układ R-C, przez nieco bardziej złożone oparte o rozproszone sekcje R-C aż do skomplikowanych rozproszonych modeli uwzględniających budowę przestrzenną detektora czy przewodu w płaszczyźnie poprzecznej. Od strony technologicznej, przygotowano kilka wariantów możliwych do wykonania detektorów oraz przewodów. Jako układ odczytowy zastosowano model analogowego front-end'u układu TOT02. Jest to układ wykonany w technologii UMC 180 nm dedykowany do odczytu krzemowych detektorów paskowych o dużej pojemności. Wykorzystuje on metodę Time-over-Threshold do pomiaru zdeponowanego ładunku, co pozwala na obniżenie poboru mocy. Układ ten został zaprojektowany w Katedrze Metrologii AGH, jako układ prototypowy właśnie dla detektora STS.
The aim of this study is to analyze the impact of series resistance of semiconductor strip detectors and wires on the noise performance of the system. Moreover, the influence of the model complexity of both detector and cable on accuracy of the simulation. The authors are also working on an integrated circuit for silicon strip detector readout ASIC for the STS (Silicon Tracking System) detector in the CBM experiment (Compressed Baryonic Matter) at the GSI (Geselshaft fuer Schwehrionenforschung), Germany. Presented analysis will help in choosing the optimal structure of both detector and cable in order to achieve the best noise parameters. For this purpose three different simulation models were prepared for both detectors and cables varying in complexity. The models present different approaches, from lumped R-C, through distributed R-C model up to complex distributed model taking into account the spatial structure of the device also in transverse plane. From technological side, several variants of detector and wire construction were prepared. As a readout circuit a model of analog front-end from TOT02 ASIC has been used. It is an integrated circuit fabricated in UMC 180 nm CMOS process dedicated for silicon strip detectors readout with large capacitance. It implements the Time-over-Threshold methodology for the charge measurement which allows for significant power consumption reduction. This circuit has been designed in the Department of Measurement and Instrumentation at the AGH-UST as a prototype ASIC for the STS detector.
Wydawca
Rocznik
Tom
Strony
61--64
Opis fizyczny
Bibliogr. 3 poz., tab.
Twórcy
Bibliografia
- [1] Kipnis I.: Noise Analysis due to Strip Resistance in the ATLAS SCT Silicon Strip Module. Lawrence Berkeley National Laboratory, 1996.
- [2] Barichello G. et al.: Performance of long module of silicon microstrip detectors. Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A413 (1998) 17-30.
- [3] Gryboś P.: Investigation of radiation damage of silicon strip detectors for LHC experiments. AGH UST (2002).
Typ dokumentu
Bibliografia
Identyfikator YADDA
bwmeta1.element.baztech-article-BWAW-0009-0012
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.