碲鋅鎘像素陣列核探測器及其電子學(xué)設(shè)計(jì).pdf

1、碲鋅鎘(CdZnTe，CZT)核輻射探測器是一種新型三元化合物半導(dǎo)體探測器，具有能量分辨率高、本征探測效率好、禁帶寬度大、電阻率高、體積小、重量輕、可在室溫下使用等優(yōu)點(diǎn)，可廣泛應(yīng)用于X、γ射線成像裝置中，在國防、天體物理研究、環(huán)境監(jiān)測、醫(yī)療成像等領(lǐng)域有著廣闊的應(yīng)用前景。CZT探測器近年來倍受人們的關(guān)注，已成為世界各國研究的前沿?zé)狳c(diǎn)。
　　本文分析和總結(jié)了近年來國內(nèi)外研究學(xué)者在CZT核輻射探測技術(shù)領(lǐng)域的最新進(jìn)展，對(duì)CZT像素陣列核輻

2、射探測成像系統(tǒng)進(jìn)行了研究，主要研究工作如下：
　?、僖訡ZT像素陣列核輻射探測器為研究對(duì)象，分析了工作原理及其CZT晶體的特性，討論了CZT像素陣列核輻射探測成像系統(tǒng)組成。
　?、卺槍?duì)CZT像素陣列核輻射探測器輸出信號(hào)特點(diǎn)設(shè)計(jì)讀出電路。討論了CZT像素陣列核探測器件用電荷靈敏前置放大器的參數(shù)指標(biāo)，研究分析了電荷靈敏前置放大器對(duì)核脈沖信號(hào)的響應(yīng)特性，確定了成像系統(tǒng)的電荷靈敏前置放大器。進(jìn)一步根據(jù)電荷靈敏前置放大器輸出信號(hào)的特性

3、，完成了整形放大器電路的設(shè)計(jì)；其主要由放大電路、極零相消電路、直流偏置校正電路、Sallen-Key濾波電路、50?線性驅(qū)動(dòng)電路和電源濾波電路構(gòu)成，最后進(jìn)行了電路的測試。結(jié)果表明，整形放大器能夠使不規(guī)則脈沖信號(hào)變換成標(biāo)準(zhǔn)的準(zhǔn)高斯脈沖信號(hào)，滿足系統(tǒng)要求。
　?、蹖?duì)CZT像素陣列核輻射探測成像系統(tǒng)進(jìn)行了性能測試，實(shí)驗(yàn)在中國人民解放軍第三軍醫(yī)大學(xué)輻射中心實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行，采用了662keVCs137伽瑪源測試了CZT探測器的能量分辨率及峰值效

4、率。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，探測器整體能量分辨率較高，各像素能量分辨率主要分布在6.25％～7.5%，各像素峰值效率主要分布在65%～72.5%，像素的峰值效率集中在67.5%左右。
　?、懿捎肅s137圓形放射源進(jìn)行了探測系統(tǒng)的成像實(shí)驗(yàn)，并通過調(diào)制傳遞函數(shù)對(duì)成像系統(tǒng)進(jìn)行了評(píng)估。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，CZT像素陣列核輻射探測成像系統(tǒng)能夠探測獲得較好的Cs137圓形放射源圖像。由于噪聲、系統(tǒng)影響，圖像存在一定的擴(kuò)散現(xiàn)象。
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