半导体探测器.ppt

第十章半导体探测器半导体探测器的基本原理是带电粒子在半导体探测器的灵敏体积内产生电子－空穴对，电子－空穴对在外电场的作用下漂移而输出信号。半导体探测器的特点：10.1半导体的基本性质2)杂质半导体4)受主杂质(Acceptorimpurities)与受主能级Dopingwithvalence5atoms2、载流子浓度和补偿效应2)补偿效应3、半导体作为探测介质的物理性能2)载流子的漂移3)电阻率与载流子寿命10.2P-N结半导体探测器(2)P-N结内的电流(3)外加电场下的P-N结：2)P-N结半导体探测器的特点电场为非均匀电场：(2)结区宽度与外加电压的关系(3)结区宽度的限制因素2、P-N结半导体探测器的类型3、半导体探测器的输出信号2)输出信号但是，由于输出电压脉冲幅度h与结电容Cd有关，而结电容随偏压而变化，因此当所加偏压不稳定时，将会使h发生附加的涨落，不利于能谱的测量；为解决该矛盾，PN结半导体探测器通常不用电压型或电流型前置放大器，而是采用电荷灵敏前置放大器。电荷灵敏放大器的输入电容极大，可以保证C入>>Cd，而C入是十分稳定的，从而大大减小了Cd变化的影响。若反馈电容和反馈电阻为Cf和Rf，则输出脉冲幅度为：3)载流子收集时间4、主要性能能量分辨率可用FWHM表示：(2)探测器和电子学噪声(3)窗厚度的影响2）分辨时间与时间分辨本领：5、应用由于一般半导体材料的杂质浓度和外加高压的限制，耗尽层厚度为1～2mm。对强穿透能力的辐射而言，探测效率受很大的局限。10.3锂漂移半导体探测器2)P-I-N结的形成2.锂漂移探测器的工作原理2)工作条件10.4高纯锗(HPGe)半导体探测器1.高纯锗探测器的工作原理2)空间电荷分布、电场分布及电位分布2.高纯锗探测器的特点10.5锂漂移和HPGe半导体探测器的性能与应用对平面型探测器:3.性能2)探测效率1)HPGe和Ge(Li)用于组成谱仪：锗具有较高的密度和较高的原子序数(Z=32)2)Si(Li)探测器10.6其他半导体探测器2.雪崩型半导体探测器