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T: Teilchenphysik

T 604: Halbleiterdetektoren III

T 604.9: Vortrag

Freitag, 31. März 2006, 13:15–13:30, C2-02-176

Zählende und Integriende Signalverabeitung zur Röntgen-bildgebung - Ein Spin-Off der Teilchendetektorentwicklung — •E. Kraft¹, P. Fischer², M. Karagounis¹, M. Koch¹, H. Krüger¹, I. Peric², N. Wermes¹, C. Herrmann³, A. Nascetti⁴, M. Overdick³ und W. Rütten³ — ¹Physikalisches Institut, Uni Bonn — ²Institut für Technische Informatik, Uni Mannheim — ³Philips Forschungslaboratorien Aachen — ⁴Dept. of Electronic Engineering, La Sapienza, Rom, Italien

Als Spin-Off der Entwicklung des ATLAS Pixeldetektors wurde ein neues Signalverarbeitungskonzept für die digitale Röntgenbildgebung mit direkt konvertierenden Sensoren entwickelt. Die Neuheit dieses Ansatzes gegenüber bekannten Konzepten besteht in der Kombination von Einzelphotonenzähler und Integrator in jedem einzelnen Pixel. Der gleichzeitige Betrieb beider Kanäle erlaubt die Erweiterung des dynamischen Bereichs über die Grenzen der einzelnen Verfahren hinaus. In dem Überlappungsbereich beider Kanäle erhält man zusätzliche Information über die mittlere Photonenengergie. Medizinische Bildgebungsverfahren profitieren beispielsweise von dieser Zusatzinformation durch Kontrasterhöhung und der Fähigkeit, Aussagen über die spektrale Strahlaufhärtung in dem untersuchten Objekt zu treffen. Ein Prototypchip in 0,35 um Technologie wurde erfolgreich getestet. Die Pixelelektronik verwendet eine rauscharme differentielle Stromlogik und bietet konfigurierbare Schaltkreise für Rückkopplung und Leckstromkompensation sowie verschiedene Teststrukturen. Der Vortrag diskutiert sowohl die technische Umsetzung als auch Resultate aus Messungen am Prototypen.