[发明专利]一种应用于辐射探测器的前端读出电路

权利要求书

1.一种应用于辐射探测器的前端读出电路，其特征在于，包括：输入端口、预放大器、零极点消除电路、成形器及输出端口；其中，来自探测器的信号与输入端口相连接，从输入端口与预放大器的输入端相连接，预放大器的输出端与零极点消除电路的输入端相连，零极点消除电路的输出端与成形器的输入端相连，成形器的输出端输出电压信号；

所述预放大器通过NMOS管M5以及PMOS管M3进行二级放大，放大探测器输出的电荷信号，所述零极点消除电路通过电阻R_PZ以及电容C₁来减小指数衰减信号的时间常数并消除输出信号下冲，所述成形器通过电阻R₁、电阻R₂、电容C₁、电容C₂以及一个放大器组成CR-RC滤波器，用于过滤噪声并调整波形。

2.根据权利要求1所述的一种应用于辐射探测器的前端读出电路，其特征在于，所述预放大器包括PMOS管M1、PMOS管M2、PMOS管M3、NMOS管M4、NMOS管M5、NMOS管M6、电容C_f及电阻R_f，其中PMOS管M1的栅极与V_BIAS1相连，PMOS管M1的源极与VDD相连，PMOS管M1的漏极与PMOS管M2的源极相连，PMOS管M2的栅极与V_BIAS2相连，PMOS管M2的漏极分别与电容C_f的一端、NMOS管M4的漏极以及PMOS管M3的栅极相连，NMOS管M4的栅极与V_BIAS3相连，NMOS管M4的源极与NMOS管M5的漏极相连，NMOS管M5的源极与GND相连，NMOS管M5的栅极分别于电容C_f的另一端、电阻R_f的一端以及IN相连，PMOS管M3的源极与VDD相连，PMOS管M3的漏极分别与电阻R_f的另一端以及NMOS管M6的漏极相连，NMOS管M6的栅极与V_BIAS4相连。

3.根据权利要求2所述的一种应用于辐射探测器的前端读出电路，其特征在于，预放大器中，VDD为电源线，GND为地线，V_BIAS1、V_BIAS2、V_BIAS3及V_BIAS4为偏置信号，IN为探测器输入信号，当探测器输入信号后，预放大器将输入的电荷放大并转换为电压信号，由节点1输出，其中节点1为PMOS管M3的漏极分别与电阻R_f的另一端以及NMOS管M6的漏极相连的点。

4.根据权利要求2或3所述的一种应用于辐射探测器的前端读出电路，其特征在于，预放大器输入端等效总电容为C_if

C_if＝C_i+(1+A_o)C_f

其中，C_i为输入端总电容，A_o为开环增益，C_f为反馈电容。

当开环增益A_o很大时，(1+A_o)C_f＞＞C_f，输入电荷Q主要积累在反馈电容C_f上，输出电压幅值近似于C_f上的电压，即

反馈电容C_f为一个定值，所以所述预放大器输出电压只与输入电荷有关，实现放大探测器输入的电荷信号的功能。

5.根据权利要求4所述的一种应用于辐射探测器的前端读出电路，其特征在于，所述零极点消除电路包括电阻R_PZ及电容C₁,电阻R_PZ的一端与节点1及电容C₁的一端相连，由节点1输入，并由节点2输出，其中节点2为电阻R_PZ的另一端与节点1及电容C₁的另一端相连的点。