小型化电荷灵敏前置放大器
在核物理和粒子物理实验中,我们必须用电子学方法收集核辐射粒子通过探测器产生的电信号,然后对其进行处理和分析。由于探测器输出信号一般都比较小,通常在探测器与放大器之间加一预放大器,也就是前置放大器。由于输出的幅度反映了输入电荷的大小,且与输入电容无关,故称之为电荷灵敏前置放大器。
电荷前放输出电压幅度Vom=Q/Cf。式中Q为探测器产生的电荷量,Q=Ee/W。E为入射能量,e为电子电荷,为1.6e库仑,W为平均电离能,对于硅半导体探测器,W=3.62*10MeV,而对于锗半导体探测器,W=2.96* 10MeV。不难推出,Vom∝Q∝E。对于电荷前放来说,其总的输入电容Cif=Ci+(1+A0)Cf。其中Ci=CD+CS+CA,CD为探测器体电容,CS为引线分布电容,CA是放大器输入电容,由于有(1+A0)Cf远远大于Ci,从而使得电荷前放的增益仅与反馈电容Cf有关,得出前放的电荷灵敏度为:AQ=1/Cf。