Description
Die ladungsempfindliche FET-Input-Vorstufe Modell 2004 wurde für die Verwendung mit Halbleiterdetektoren mit niedriger und hoher Kapazität entwickelt. Die Vorstufe wandelt die Ladungsträger, die im Detektor während eines jeden absorbierten nuklearen Ereignisses entwickelt werden, in einen Spannungsimpuls mit Schrittfunktion um, dessen Amplitude proportional zur Gesamtladung ist, die bei diesem Ereignis akkumuliert wurde. Der Ausgang liefert ein Signal mit positiver Polarität, wenn das Modell mit Detektoren verwendet wird, die eine positive Vorspannung erfordern. Das Abklingen des Signals erfolgt mit einer nominalen Zeitkonstante von 50 ms.
Die hohe Ladungsrate der Systemanordnung belegt die Kapazität der Laderate von mehr als 2 x 10–7 Coulomb pro Sekunde oder 4,5 x 106 MeV pro Sekunde bei Siliziumdetektoren. Um dieses hohe Zählraten-Potential voll auszunutzen, sollte ein Hauptverstärker mit entsprechend hohem Zählraten-Potenzial wie etwa der Mirion Model 2020 verwendet werden.
Wie im Funktionsschema gezeigt, fungiert die erste Stufe als Betriebsintegrator und erzeugt ein Ausgangspotenzial, das proportional zur akkumulierten Ladung ist. Dieser Integrator über ein Pol-Nullstellen-Trimnetwork mit einer Ausgangspufferstufe gekoppelt. Eine für bestimmte Benutzer besonders wichtige Funktion ist der abnehmbare Widerstand auf der Leiterplatte zur Deaktivierung der Pol-Null-Schaltung. Bei Anwendungen mit niedriger Zählrate mit Detektoren mit hoher Leckage kann die daraus resultierende Niederfrequenz-Rauschbandbreite die Auflösung verbessern.
Die Vorstufe bietet einen Rauschbeitrag von nur 2,8 keV FWHM, Si, bei einer Rauscherhöhung bei steigender Eingangskapazität von nur 10 eV pro Pikofarad FWHM, Si. Die Umwandlungsverstärkung von nominal 9 mV pro MeV oder 45 mV pro MeV (Si) kann anhand eines Jumpers auf der Leiterplatte im Gerät ausgewählt werden.
Darüber hinaus umfasst die Eingangsschaltung ein Schutznetzwerk, das Schäden am Eingangs-FET durch die Wellenformen transienter Hochspannungsimpulse verhindert, die durch das plötzliche Anlegen oder Entfernen der Detektorvorspannung oder einen Detektorfehler verursacht werden. Die gesamte erforderliche Stromversorgung erfolgt durch einen Mirion-Hauptverstärker mit dem kompatiblen Kabel von 300 cm Länge.
