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Introduction to Semiconductor Radiation Detectors. Semiconductor detector. A semiconductor detector is a device that uses a semiconductor (usually silicon or germanium) to detect traversing charged particles or the absorption of photons. In the field of particle physics, these detectors are usually known as silicon detectors. When their sensitive structures are based on a single diode, they are called semiconductor diode detectors.
When they contain many diodes with different functions, the more general term semiconductor detector is used. Semiconductor detectors have found broad application during recent decades, in particular for gamma and X-ray spectrometry and as particle detectors. Semiconductor radiation detector[edit] In these detectors, radiation is measured by means of the number of charge carriers set free in the detector, which is arranged between two electrodes. The energy required to produce electron-hole-pairs is very low compared to the energy required to produce paired ions in a gas detector. Semiconductor particle detectors[edit] See also[edit] Photodiode Arrays with Amplifiers, Hamamatsu. X-Ray Flat Panel Sensors, Hamamatsu. Charge-coupled device.
A specially developed CCD used for ultraviolet imaging in a wire-bonded package A charge-coupled device (CCD) is a device for the movement of electrical charge, usually from within the device to an area where the charge can be manipulated, for example conversion into a digital value. This is achieved by "shifting" the signals between stages within the device one at a time. CCDs move charge between capacitive bins in the device, with the shift allowing for the transfer of charge between bins.
History[edit] George E. Smith and Willard Boyle, 2009 The charge-coupled device was invented in 1969 at AT&T Bell Labs by Willard Boyle and George E. The initial paper describing the concept[4] listed possible uses as a memory, a delay line, and an imaging device. In January 2006, Boyle and Smith were awarded the National Academy of Engineering Charles Stark Draper Prize,[12] and in 2009 they were awarded the Nobel Prize for Physics,[13] for their invention of the CCD concept. Basics of operation[edit] Webcam CCD being destroyed by radioactivity (alpha radiation) | Flickr - Fotosharing!
Fotostream von ☣ bionerd ☢ CCD Radiation Damage Studies. CCD_Lessons_Learned. Radiation Resistance of a Two-Phase CCD Sensor. Radiation Design Considerations Using CMOS Logic. Videos of Pixelsensors exposed to Radioactivity. Characterization of CMOS Active Pixel Sensors for particle detection: Beam test of the four sensors RAPS03 stacked system. CMOS Reliability Wearout Mechanisms. Radiation Effects on a Radiation Tolerant CMOS Active Pixel Sensor. Forgotten your password? Restrictions of Use - Disclaimer and Copyright. Radiation Tolerance of CMOS Monolithic Active Pixel Sensors. CMOS radiation-measuring circuit with a variable threshold - Patent 7288752.
This invention relates to a CMOS radiation-measuring circuit with a variable threshold. A complementary-symmetry MOSFET (CMOS) radiation-measuring circuit may include transistors configured to provide a digital output that changes from one state to another when the radiation dose absorbed by the circuit exceeds a threshold. The size of the devices used in the CMOS radiation-measuring circuit determines the radiation dosage that will cause the digital output of the CMOS radiation-measuring circuit to change from one digital state to another digital state.
Hence, the design of a CMOS radiation-measuring circuit requires careful consideration of the size of transistors in the circuit. When the voltage applied between the gate and source terminals of a MOSFET exceeds a certain voltage, the MOSFET turns on. This voltage is referred to as the threshold voltage. The threshold voltages of p-channel type MOSFET (pMOS) and n-channel type MOSFET (nMOS) devices are sensitive to ionizing radiation. Radiation Effects in Active CMOS Pixel Sensors. CMOS Detectors: Scientific monolithic CMOS imagers come of age. Halbleiterdetektor. Halbleiterdetektor für Gammastrahlung. Der hochreine Germanium-Einkristall innerhalb des Gehäuses hat rund 6 cm Durchmesser und 8 cm Länge Ein Halbleiterdetektor ist ein Strahlungs- oder Teilchendetektor, der sich spezielle elektrische Eigenschaften von Halbleitern zunutze macht, um ionisierende Strahlung nachzuweisen. Die Strahlung erzeugt im Halbleiter freie Ladungsträger, welche zu Elektroden aus Metall wandern.
Dieses Stromsignal wird verstärkt und ausgewertet. Halbleiterdetektoren werden beispielsweise in der Spektroskopie, Kernphysik und Teilchenphysik eingesetzt. Funktionsprinzip[Bearbeiten] Vereinfacht gesagt ist der Detektor eine Diode, an die eine Gleichspannung in Sperrrichtung angelegt ist, so dass normalerweise kein Strom fließt. Wie viele Elektron-Loch-Paare ein Teilchen oder Quant der einfallenden Strahlung freisetzt, hängt neben seiner Energie maßgeblich von der Bandlückenenergie des verwendeten Materials ab. Anwendung[Bearbeiten] Elektromagnetische Strahlung[Bearbeiten] CMOStechnology_deutsch. CMOS Pixeldetektoren für den Nachweis geladener Teilchen. Dissertation:Bauelemente Degradation durch radioaktive Strahlung. PIN-Diode. Schema einer pin-Diode Die pin-Diode wird auch psn-Diode (s für schwach dotiert) oder Leistungsdiode (auf Grund der Anwendung in der Leistungselektronik) genannt.
Aufbau[Bearbeiten] Die Dotierung kann wahlfrei durch Diffusionsprozesse, Epitaxie oder Ionenimplantation erreicht werden. Zur Kontaktierung werden auf beiden hochdotierten Bereichen Metallschichten aufgebracht, dabei entsteht ein sogenannter ohmscher Kontakt. Als Metallisierungsmaterial findet häufig Aluminium Verwendung.
Funktion[Bearbeiten] Wird die pin-Diode positiv vorgespannt, so werden von der p-Schicht Löcher und von der n-Schicht Elektronen in die i-Schicht injiziert. Der Ladungsträger ist in der undotierten i-Schicht besonders hoch ( ≈ 0,05…5 µs für Silizium). Anliegen. Dieser Zone ist bei gegebener Sperrspannung durch folgende Gleichung gegeben (siehe auch unter pn-Übergang): Dabei ist ε0 = 8,85×10−12 F/m die elektrische Feldkonstante, εr die Dielektrizitätszahl und e die Elementarladung. In der n-Dotierung der i-Schicht ( Halbleiterdetektoren.
Halbleiterdetektoren. CCD-Sensor. CCD-Sensoren sind lichtempfindliche elektronische Bauelemente, die auf dem inneren Photoeffekt beruhen. „CCD“ ist hierbei die Abkürzung des englischen charge-coupled device (dt. ‚ladungsgekoppeltes Bauteil‘), welches im CCD-Sensor verwendet wird. Ursprünglich wurden 1969 CCDs für die Datenspeicherung entwickelt.[1] Jedoch wurde schnell bemerkt, dass diese Bauelemente lichtempfindlich sind und es vergleichsweise einfach ist, ein zweidimensionales Bild zu erfassen. Bereits 1970 wurde ein solcher CCD-Sensor gebaut,[2] und durch die folgende Miniaturisierung in der Elektronik wurden schon 1975 die ersten CCDs mit einer für Fernsehkameras ausreichenden Anzahl an Bildpunkten hergestellt. Seit ca. 1983 werden CCD-Sensoren als Bildsensoren in der Astronomie und der Satellitenfernerkundung eingesetzt. Für die Erfindung des CCD-Sensors wurden Willard Boyle und George E. CCD-Sensor für die Bildaufnahme in der Astronomie Technischer Aufbau und Funktion[Bearbeiten] Physik[Bearbeiten] Typen[Bearbeiten]
Introduction to Semiconductor Detectors.