Circuit de lecture pour Hodoscopes Shiming DENG

Cahier des charges Détecteur : Fibres Optiques + PM 100 voies en X 100 voies en Y Cd = 10 pF Taux de comtage : 108 pps en C12 (10ns) Taux de comtage par fibre : 107 pps en C12 (100ns) Rise time 4ns Fall time 16ns 2pC ≤ Q ≤ 10pC 12.5 Me- ≤ Q ≤ 63Me- Noise ≤ 200fC

Circuit de lecture pour Hodoscopes Schéma bloc du système Discriminateur en courant Iref Iin Convoyeur du courant Gains variables Préampli de charge

Convoyeur du courant La structure de Convoyeur du Courant : SBC( Super Base Commune) + Mirroir du courant avec gains variables Switch Gain* Iin Idc Mirroir du courant

Caractéristiques post-layout: Convoyeur du Courant Caractéristiques post-layout: Gains variables : 4 bits BW ≈ 200MHz avec le courant de polarisation du SBC 500μA ENC(Equivalent noise charge) =40fC Qnoise = (Vnoise/Vin) * Qin Dynamique : 50μA → 2mA Gain = 2 Gain = 1 Gain = 0.5 Gain = 0.25

SBC Zin ≈ 1/gm pour Base Commune Zin ≈ 1/(1+A) * gm pour SBC En réel Zin = 4Ω à 500MHz (simulation post-layout) BW ≈ 800MHz avec courant de polarisation I=500μA Stabilité du SBC : Pôle dominant = 9.24 GHz (avec la contre-réaction –A stable)

Discriminateur en Courant Current Comparator Current to Logic Remise en forme Les avantages : Pas de conversion I/V Plus rapide Peu de problème de dynamique

Discrimateur en Courant Current Comparator Iref Iin Iin - Iref Zin = 80Ω Iin Iin Iref Iref

Discriminateur en courant Current to Voltage Iin - Iref K x (Iin – Iref)

Sortie du Discriminateur Caractéristiques : Ioffset min = 2 μA (négligable) avec Iref = 50 μA Ioffset max = 10 μA (négligable) avec Iref = 400 μA Tpropagation = 6.1 ns BW = 667MHz Iref Iin 3.3 V 6.1ns 20ns 60ns

PAC : Préampli de Charge Utiliser seulement pour le test Qin = (-1/Zf) * ∫ Vout ENC ≈ 10fC Gain = 71.4mV / pC Dynamique : 15pC Ampli Buffer Zf 30ns 500ns

Rajouter un zéro pour stabilité PAC Amplificateur du PAC Rajouter un zéro pour stabilité Phase Margin ≈ 82° Gain = 62dB

Une voie complète Convoyeur du courant Discriminateur en courant PAC (Pré-Ampli de Charge)

Conclusion 16 voies complètes en Technologie AMS BiCMOS 0.35μm Dimension : X = 2207 μm Y = 2792 μm Surface = 6.16 mm² Ce chip sort le 7 Juin 2010 Et nous allons le recevoir au début de Septembre Nouveaux détecteurs : Diamand Trise = 350ps MCCP Trise= 1ns Cd = 35pF