[发明专利]一种应用于辐射探测器的前端读出电路

说明书

本发明请求保护一种应用于辐射探测器的前端读出电路，属于微电子技术领域，包括预放大器、零极点消除电路及成形器；其中，来自探测器的信号，从输入端口进入预放大器，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。本发明包括预放大器、零极点消除电路及成形器，预放大器用于放大探测器输出的电荷信号，零极点消除电路用于减小指数衰减信号的时间常数并消除输出信号下冲，成形器用于过滤噪声并调整波形，通过零极点消除电路改善输出波形，从而实现辐射探测器信号的前端读出。

技术领域

本发明属于微电子技术领域，具体涉及一种应用于辐射探测器的前端读出电路。

背景技术

针对医疗影像诊断领域医生、病人、病灶三大要素，碲锌镉多能谱探测器具有超低辐射剂量、超精细的物理分辨率、革命性的能谱分析能力，对现有诊断系统产品整机性能具有本质性的提升。为了充分发挥碲锌镉多能谱探测器的优点，将其应用于辐射成像。

传统读出电路如图1所示。探测器输出的电荷信号经过预放大器，转换为电压信号，然后经过成形器过滤噪声并调整波形。由于该设计方案属于级联系统，在整个系统输出时，预放大器和成形器各自的零极点都相互影响。传统读出电路成形输出波形波形如图2所示。在同一电荷信号的输入情况下，连续的输入导致信号的堆叠，反映在图中，则为成形后输出波形的幅值不同，基线漂移。

因此，本领域技术人员需要提供一种技术方案，能够减小或消除该系统中，预放大器和成形器零极点的相互影响，提高输出波形的质量，主要体现在输出波形的幅值以及基线的稳定性上。

发明内容

本发明旨在解决以上现有技术的问题。提出了一种应用于辐射探测器的前端读出电路。本发明的技术方案如下：

一种应用于辐射探测器的前端读出电路，其包括：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。

进一步的，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。