Доктор технических наук, доцент, главный научный сотрудник.
Минск.
Oleg V. Dvornikov - D.Sci., Associate Professor, Chief Researcher of Minsk Research Instrument-Making Institute JSC (MNIPI JSC).
Minsk.
Исполняющий обязанности заведующего лабораторией «Электронные методы и средства эксперимента» НИУ «Институт ядерных проблем» БГУ.
Минск.
Vladimir A. Tchekhovski - acting laboratory manager of “Electronic methods and experiment means” laboratory of Research Institute for Nuclear Problems of Belarusian State University.
Minsk.
Галкин Ярослав Денисович - магистрант БГУИР, инженер-электроник лаборатории электронных методов и средств эксперимента НИУ «Институт ядерных проблем» БГУ.
220013, Минск, ул. П. Бровки, 6.
тел. +375257250775
Yaroslav D. Galkin - master's student of Belarusian State University of Informatics and Radioelectronics, electronics engineer of Electronic methods and experiment means laboratory of Research Institute for Nuclear Problems of Belarusian State University.
220013, Minsk, P. Brovki str., 6.
tel. +375257250775
Магистрант БГУИР, инженер-электроник лаборатории электронных методов и средств эксперимента НИУ «Институт ядерных проблем» БГУ.
220013, Минск, ул. П. Бровки, 6.
тел. +375257250775
Alexey V. Kunts - master's student of Belarusian State University of Informatics and Radioelectronics, electronics engineer of Electronic methods and experiment means laboratory of Research Institute for Nuclear Problems of Belarusian State University.
220013, Minsk, P. Brovki str., 6.
tel. +375257250775
Кандидат технических наук, доцент кафедры микро- и наноэлектроники БГУИР, ведущий научный сотрудник НИЛ 4.4 НИЧ Белорусского государственного университета информатики и радиоэлектроники.
220013, Минск, ул. П. Бровки, 6.
тел. +375257250775
Viktor R. Stempitski - PhD, Associate Professor of Micro- and nanoelectronics Department of BSUIR, Leader Researcher of laboratory 4.4 of R&D Department of Belarusian State University of Informatics and Radioelectronics.
220013, Minsk, P. Brovki str., 6.
tel. +375257250775
Доктор технических наук, профессор, заведующий кафедрой информационных систем и радиотехники ДГТУ.
Ростов-на-Дону.
Nikolay N. Prokopenko - D.Sci., Professor, Head of Information Systems and Radioelectronics Department of Don State Technical University.
Rostov-on-Don.
Целью работы является анализ результатов экспериментального исследования зарядочувствительного усилителя с регулируемым коэффициентом преобразования и схемой восстановления базового уровня, изготовленного на базовом матричном кристалле МН2ХА030 для кремниевых фотоэлектронных умножителей. Усилитель получил название ADPreampl3. Измерение параметров проводилось на партии чипов в количестве 20 штук. В процессе измерения основных параметров усилителя на его вход подавался сигнал с эквивалентной схемы SiPM Photonique. В ходе измерения параметров выявлено, что разброс базового уровня по выходу FOut составил от -24 до 276 мВ при среднем значении 85,6 мВ. При этом изменение напряжения в узле FOoutShift от -3 до 3 В достаточно для установления близкого к нулю значения базового уровня по выходу FOut. При отключенной схеме восстановления разброс базового уровня по выходу OutA составил от 300 до 800 мВ. При соединении вывода OutAShift с шиной нулевого напряжения среднее значение базового уровня по выходу OutA составило 3,72 мВ, а по выходу OutAinv - минус 2,42 мВ. Базовый уровень на выходах OutA и OutAinv плавно изменяется в диапазоне ±0,9 В. При максимальном усилении динамический диапазон ADPreampl3 превышает 20 дБ, однако при этом наблюдается зависимость коэффициента преобразования от величины входного заряда. Для регистрации больших входных зарядов рекомендуется уменьшить величину выходного импульса уменьшением напряжения на выводе Gain либо обрабатывать сигнал с вывода FOut. Проведено сравнение выходных параметров экспериментальных образцов с результатами компьютерного моделирования. Выявлено несовпадение результатов моделирования и измерений, времени пика и задержек распространения сигнала усилителя. Исходя из этого, принято решение о корректировке SPICE-параметров элементов, использованных при моделировании.
The aim of the work is analyzing the results of an experimental research of a charge-sensitive amplifier with an adjustable conversion coefficient and a base level recovery circuit fabricated on the master slice array MN2XA030 for silicon photomultiplier tubes. The amplifier is called ADPreampl3. The parameters were measured on a small batch of chips in the amount of 20 samples. In the process of measuring the main parameters of the amplifier, the signal from the SiPM Photonique equivalent circuit was fed to the amplifier input. In the course of measuring the parameters, it was revealed that the spread of the baseline level for the FOut output ranged from -24 to 276 mV with an average value of 85.6 mV. In this case, a voltage changing in the FOoutShift node from -3 to 3 V is sufficient to establish a base level value of FOut output close to zero. When the recovery scheme is disabled, the spread of the basic level for OutA output is from 300 to 800 mV. When the OutAShift output is connected to the zero-voltage bus the average base level for OutA output is 3.72 mV and for OutAinv output it is minus 2.42 mV. The base level at the outputs OutA and OutAinv smoothly changes in the range of ± 0.9 V. At maximum gain, the dynamic range of ADPreampl3 exceeds 20 dB, however, at the same time, the conversion coefficient depends on the value of the input charge. To register large input charges, it is recommended to reduce the output pulse by reducing the voltage at the Gain pin or process the signal from the FOut pin. The output parameters of the experimental samples are compared with the results of computer simulation. The discrepancy between the results of modeling and measurements, peak time and propagation delays of the amplifier signal was revealed. Based on this, a decision to adjust the SPICE parameters of the elements used in the simulation was made.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.