München 2009 – scientific programme

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T: Fachverband Teilchenphysik

T 55: Halbleiterdetektoren 1

T 55.9: Talk

Monday, March 9, 2009, 19:00–19:15, A125

Volldifferentielle Auslese von 3D Sensoren — •Michael Karagounis, Hans Krüger und Norbert Wermes — Universität Bonn, Physikalisches Institut, Nussallee 12, 53115 Bonn

Für die Auslese von Pixel- und Streifendetektoren werden hochsensible Schaltungen verwendet, die auf ein möglichst hohes Signal zu Rauschverhältnis hin optimiert werden. Neben den intrinsischen Rauschquellen des Detektorsystems, wie z.B. das Schrotrauschen des Sensorleckstroms, das thermische und 1/f Rauschen der in der Ausleseschaltung verwendeten Transistoren, wird das Signal auch durch Übersprechen zwischen digitalen und analogen Schaltungsteilen und externe Störquellen beeinflusst. Durch die Verwendung einer voll differentiellen Auslesearchitektur kann die Empfindlichkeit gegenüber Übersprecheffekten und Störungen auf der Betriebsspannung reduziert werden. Die Struktur eines neuartigen Sensortyps (3D Sensors), bei dem sowohl der n als auch der p Kontakt der Sensordioden auf der gleichen Seite des Sensors vorhanden sind, ermöglicht die Implementierung einer volldifferentiellen Auslese eines Pixeldetektors und vereinfacht die Umsetzung der volldifferentiellen Auslese bei Streifendetektoren. Es wird die Systematik für die Analyse volldifferentieller Schaltungen eingeführt und gezeigt, wie die volldifferentielle Schaltungsstruktur bei der Rauschoptimierung der Ausleseschaltung berücksichtigt wird. Eine komplette volldifferentielle Auslesekette bestehend aus ladungsempfindlichem Verstärker, Pulsformer und Komparator wird vorgestellt und erste Messungen an 3D Sensoren und Testchips werden präsentiert.