1990 Fiscal Year Annual Research Report
多チャンネル高精度検出器読み出し用高速応答高密度低消費電力VLSIの開発
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63840005
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| Research Institution | National Laboratory for High Energy physics(KEK) |
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Principal Investigator |
池田 博一 高エネルギー物理学研究所, 物理研究部, 助教授 (10132680)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
大杉 節 広島大学, 理学部, 助教授 (30033898)
稲葉 進 高エネルギー物理学研究所, 物理研究部, 助教授 (10013434)
近藤 敬比古 高エネルギー物理学研究所, 物理研究部, 教授 (30150006)
渡瀬 芳行 高エネルギー物理学研究所, データ処理センター, 教授 (70018662)
新井 康夫 高エネルギー物理学研究所, 物理研究部, 助手 (90167990)
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| Keywords | 高エネルギ-物理学 / VLSI / シリコンストリップ検出器 / 放射線損傷 / 前置増幅器 / 時間差測定回路 / 高速バイポ-ラ集積回路 / 高速CMOS集積回路 |
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| Research Abstract |
本研究は大規模集積回路技術を高エネルギ-物理学の粒子検出器へ応用しようとするもので、特に前置増幅器等のアナログエレクトロニクスについて、VLSI化を計ることによって、高速応答、高集積分かつ低消費電力化を目指すものである。
本年度においては、シリコンストリップ検出器用のバイポ-ラ増幅器アレ-を75ミクロンのピッチで96チャンネルまでの集積化を行った。この増幅器アレ-は前置増幅器、整形増幅器およびコンパレ-タを内蔵している。また高速バイポ-ラSST技術で作られているので、中性子ガンマ-線等に対する耐性を期待することができる。前年度試験作分の増幅器については引きつづき雑音特性、パルス応答に関する評価試験を行い、低消費電力、低雑音特性に関する見通しを得ることができた。
CMOS時間差測定用VLSI(TMC)について単体評価およびCAMAC規格による電子モジュ-ル化をおこない、測定精度は量子化誤差を含めて0.52+1秒と良好な結果を得ることができた。この他バイポ-ラASIC技術を用いて、時間一波高変換素子、電荷一波高変換素子およびコンスタント・フラクション・コンパレ-タの開発等を行い、従来技術を最も進んだ大規模集積回路技術の観点から見直し、集積化のための回路方式の検討および試作評価を行った。さらにCMOS技術を用いた、アナログメモリ、シリコン検出器用の高密度増幅器の開発に着手し、アナログ信号の高速かつ連続取込みに関する見通しを得ることができた。
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[Publications] H.Ikeda,M.Ikeda,S.Inaba,F.Takasaki,and M.Tanaka: "Readout Electronics of MultiーAnode Photomultiplier Tubes for Scintillation Fiber Calorimeter" IEEE Transactions on Nuclear Science. NSー38. (1991)
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[Publications] H.IKEDA,N.Ujiie,K.Kawaguchi and Y.Akazawa: "Evaluation of a bipolar amplifier protorype for silicon strip detector" Nuclear Instr.and Meth.A300. 335-342 (1991)
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[Publications] M.Tanaka,H.Ikeda,M.Ikeda,and S.Inaba: "Development of monolithic timeーtoーamplitude converter for high precision TOF measurement." IEEE Transactions on Nuclear Science. NSー38. (1991)
