解決耐高溫輻射探測系統(tǒng)的新型碳化硅基放大器件新方法！

2023-12-19 15:48:50來源：化工儀器網(wǎng)關(guān)鍵詞：碳化硅基閱讀量：22081

　　核輻射探測器的發(fā)展是核技術(shù)進(jìn)展的標(biāo)志之一，一個國家核輻射探測器的研制與制作水平，也是該國核技術(shù)水平高低的重要標(biāo)志之一。核輻射探測器的發(fā)展與核探測技術(shù)的發(fā)展同步，經(jīng)歷了由計(jì)數(shù)，測譜，到圖像顯示的發(fā)展歷程。近十幾年來，也陸續(xù)研制出多種新型核輻射探測器。

　　基于寬禁帶半導(dǎo)體的新型輻射探測器具有耐高溫、抗輻照、低噪聲的優(yōu)勢，在航空航天、聚變診斷、深地測井等應(yīng)用場景中具有廣闊的應(yīng)用前景。但是半導(dǎo)體探測器信號微弱，需要與前置放大器等前端電子學(xué)電路緊密連接才能達(dá)到較好的測量效果，而傳統(tǒng)硅(Si)半導(dǎo)體前置放大器難以耐受高溫環(huán)境，亟需研究開發(fā)新型耐高溫、低噪聲的前置放大器。

　　為了研究這一課題，中國科學(xué)院合肥物質(zhì)院核能安全所科研人員提出了采用寬禁帶半導(dǎo)體碳化硅(SiC)制造前置放大器的解決方案。他們研究了碳化硅結(jié)型場效應(yīng)管(SiC-JFET)在高溫下的放大性能和輸出噪聲變化；通過深入分析前置放大器輸入級晶體管對系統(tǒng)噪聲的貢獻(xiàn)，總結(jié)了溫度變化對噪聲的影響規(guī)律。還利用TCAD仿真方法比較了基于Si和SiC的JFET在不同溫度下的電學(xué)特性和輸出噪聲，闡釋了性能變化規(guī)律和物理機(jī)制。

　　研究結(jié)果顯示，相比于Si-JFET，SiC-JFET具有更好的溫度穩(wěn)定性和更寬的工作溫度范圍；由于具有極低的柵極漏電流，SiC-JFET在300 K-675 K下時始終比相同結(jié)構(gòu)Si-JFET具有更小的噪聲；當(dāng)連接SiC探測器時，采用SiC-JFET的探測系統(tǒng)在溫度超過324 K或成形時間大于3.5μs時具有更低的噪聲。

　　除此之外，SiC半導(dǎo)體在制造耐高溫低噪聲前端核電子學(xué)方面具備可行性和性能優(yōu)勢，該研究工作為開發(fā)耐高溫前置放大器和探測——放大一體化探測系統(tǒng)開辟了新思路，有助于進(jìn)一步推動耐高溫核探測與核電子學(xué)技術(shù)的發(fā)展。

　　目前，研究成果發(fā)表在核科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域國際權(quán)威期刊 IEEE Transactions on Nuclear Science 上。

　　(資料參考來源：合肥物質(zhì)科學(xué)研究院)

上一篇：傳統(tǒng)晶體的100至1萬倍全球最薄光學(xué)晶體問世！

下一篇：全國首套國家碳計(jì)量中心（福建）發(fā)布二氧化碳監(jiān)測激光雷達(dá)高端裝備

版權(quán)與免責(zé)聲明：1.凡本網(wǎng)注明“來源：儀器網(wǎng)”的所有作品，均為浙江興旺寶明通網(wǎng)絡(luò)有限公司-興旺寶合法擁有版權(quán)或有權(quán)使用的作品，未經(jīng)本網(wǎng)授權(quán)不得轉(zhuǎn)載、摘編或利用其它方式使用上述作品。已經(jīng)本網(wǎng)授權(quán)使用作品的，應(yīng)在授權(quán)范圍內(nèi)使用，并注明“來源：儀器網(wǎng)”。違反上述聲明者，本網(wǎng)將追究其相關(guān)法律責(zé)任。 2.本網(wǎng)轉(zhuǎn)載并注明自其它來源（非儀器網(wǎng)）的作品，目的在于傳遞更多信息，并不代表本網(wǎng)贊同其觀點(diǎn)或和對其真實(shí)性負(fù)責(zé)，不承擔(dān)此類作品侵權(quán)行為的直接責(zé)任及連帶責(zé)任。其他媒體、網(wǎng)站或個人從本網(wǎng)轉(zhuǎn)載時，必須保留本網(wǎng)注明的作品第一來源，并自負(fù)版權(quán)等法律責(zé)任。 3.如涉及作品內(nèi)容、版權(quán)等問題，請?jiān)谧髌钒l(fā)表之日起一周內(nèi)與本網(wǎng)聯(lián)系，否則視為放棄相關(guān)權(quán)利。

全部評論

昵稱驗(yàn)證碼匿名