1、吕继方 中科院高能物理研究所,四通道低噪声GEM探测器前端 读出ASIC设计,该电路主要结构及功能,电荷灵敏前置放大器 使输出信号幅度正比于输入到放大器的电荷量 ，具有良 好的低噪声性能。 极零相消电路 通过产生一个零点，使这个零点和电荷前放产生的极点 相消，使时间常数变小，从而使信号不能产生堆积。 滤波整形电路,偏置电路,电荷灵敏前置放大器,极零相消电路,隔离级,四级滤波整形电路,偏置电路,Bandgap结构： 温漂较小，稳定性好,电荷灵敏前置放大器,采用一级折叠共源共栅结构 对噪声要求较高，经分析得出 噪声主要由输入管决定: 1/f 噪声:Ciopt(1/f) = Cd+Cf 白噪声： C
2、iopt(ct) = (Cd+Cf)/3 综合考虑，我们取Ciopt在Cd+Cf和(Cd+Cf)/3之间。 仿真结果为电荷灵敏前置放 大器等效输入噪声电荷为376e.,极零相消,信号经过极零相消后的 传递函数为：,其中：,在设计电路时，选择,于是有：,经拉氏变换得到输出电压的时域波形为：,滤波整形电路,整形的时间 常数为150ns,滤波整形电路,采用双端差分输入结构，可以更好的稳定工作点。如果采用单端输入为了使自身的放大器产生的噪声较小，需要有工作点的限制，从而要在各级之间加入源跟随器作为电平位移，但这样的话，由于跟随器不在任何反馈环中，故电路的工作点不能稳定。所以综合考虑采用双端输入结构的放大器。,仿真波形,输入信号,电荷灵敏前放输出波形,极零相消输出波形,最终输出准高斯波形,版图设计,在版图设计中，要考虑噪声 问题和对称的问题。对于噪 声，我们可以尽可能减少信 号走线的长度并适当增加走 线的宽度，同时可以对敏感 信号线进行屏蔽，并尽可能 在每个模块外面画上 guardring 。对于对称一般 采用中心对称结构，在这个 电路中主要有下面几个地方 需要特别注意对称：差分输 入的放大器结构，偏置电路 中的电阻匹配和滤波整形电 路中的电阻匹配。,谢 谢！,
