基于CMOS集成有源传感器的新型高能物理粒子轨迹追踪器

本文研究了一个采用标准0.35μmCMOS工艺制造的新型高能物理粒子轨迹追踪器.这个新型的追踪器运用CMOS有源像素传感器技术(CMOSMonolithicActivePixelSensors,MAPS)将信号的探测与处理电路集成在一起,在像素的内部实现了相关双次采样操作(CorrelatedDoubledSampling,CDS).实验芯片包含一个128行×32列的像素矩阵,其中,像素的大小为25×25μm2.通过采用放射源55Fe的测定,得到像素的等效输入随机噪声(TemporalNoise)仅为12个电子而固定噪声(FixedPatternNoise,FPN)仅为4个电子.传感器的电荷-电压转换系数(Charge-to-VoltageconversionFactor,CVF)为60μV/e-.测试中,芯片的信号读取速度达到了12μs/帧.