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Caratterizzazione della catena di lettura di un rivelatore al silicio

Caratterizzazione della catena di lettura di un rivelatore al silicio.
In questo lavoro di tesi è stata eseguita la caratterizzazione della catena di lettura di un rivelatore al silicio con lo scopo di individuare la frequenza di clock massima utilizzabile, e i valori ottimali di hold delay e convert delay. Il rivelatore ha registrato le particelle emesse da una sorgente di radiazione β, lo 90Sr. Lo scintillatore ha generato il trigger, l’elettronica di front-end ha amplificato e formato il segnale del rivelatore, e l’elettronica di readout l’ha letto ed ha reso possibile l’analisi dei dati tramite PC. Sono state eseguite 10 misure per 10 diversi valori di hold delay, e 11 serie di 7 misure, ogni misura con un convert delay diverso, con 5 diverse frequenze di clock.

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Introduzione Questo lavoro di tesi descrive la caratterizzazione della catena di lettura di un rivelatore al silicio eseguita all’interno del tirocinio svolto presso il Laboratorio Didattico di Fisica della Facolt` a di Scienze MM.FF.NN. di Como dell’Universit` a degli Studi dell’Insubria. Il rivelatore caratterizzato ` e un rivelatore a microstrip di silicio. Il primo capitolo tratta dei materiali semiconduttori, fra cui il silicio ` e quello maggiormente utilizzato per applicazioni elettroniche e tecnologiche. Verranno descritte le caratteristiche e propriet` a fisiche dei semiconduttori con la loro strut tura a bande. Sar` a spiegata l’importanza di avere un semiconduttore estrinseco, tramite il drogaggio del semiconduttore intrinseco. Quindi si tratter` a dei rivelatori a microstrip, con la giunzione p n, che ` e alla base del loro funzionamento, e la loro struttura. Infine verranno descritti in dettaglio i vari elementi dell’elettronica di frontend, che ` e direttamente collegata al rivelatore tramite fili di alluminio. L’elettronica di frontend amplifica e forma in modo appropriato il segnale del rivelatore. I vari elementi che costituiscono l’elettronica di frontend sono l’am plificatore sensibile alla carica, lo shaper, il circuito sample&hold ed il multiplexer analogico. Il secondo capitolo riguarda l’intero apparato sperimentale. Il rivelatore testato ` e a doppia faccia ed ha un’area di 1.92£1.92 cm 2 e uno spessore di 300 μm. Il segnale proveniente dal rivelatore ` e un impulso in corrente che deve essere gestito da un opportuno apparato elettronico per essere poi analizzato tramite PC. Il se gnale in uscita dall’elettronica di frontend deve essere letto in modo opportuno dall’elettronica di readout, in particolare dal Convertitore Analogico Digitale. Nel terzo capitolo si descriveranno le misure effettuate e il loro scopo. Sar` a elen cata la procedura di analisi, a partire dalla definizione del piedestallo e del com mon mode. Le misure sono state effettuate per individuare il valore ottimale della frequenza di clock, dell’hold delay e del convert delay, definiti nel precedente capitolo, che sono stati modificati durante le misure. A tale scopo saranno analiz zati i grafici delle variabili caratteristiche dei rivelatori a microstrip di silicio: il rapporto segnalerumore, il pull, la pulse height e l’h. 4

Laurea liv.I

Facoltà: Scienze Matematiche, Fisiche e Naturali

Autore: Luca Gabaglio Contatta »

Composta da 51 pagine.

 

Questa tesi ha raggiunto 466 click dal 18/02/2011.

Disponibile in PDF, la consultazione è esclusivamente in formato digitale.