CZT核辐射探测器读出电路设计+文献综述(2)
1.1 研究的目的及意义
随着科技的进步和社会的发展，人类对自然资源的需求急剧上升。由于高能材料可以使用更少的材料而释放更多的能量，所以人们越来越重视对高能材料的应用。在最近几十年，在不同的国家如雨后春笋般出现于核电站，这就是核材料的有效利用。而与能源如煤、石油相比，核能是一种清洁、高效、无污染的新能源。英、美、法等发达国家广泛地建设核电站之后，总发电容量显著增加，对缓解电能危机、减少大气中的有毒物质起到了显著效果，大气的质量也得到了明显的改善，可见，核材料的有效利用能对人类带来巨大的经济利益和环境利益。然而，1986年的前苏联的切尔诺贝利核事故给人类带来了极大的恐慌，随着时间的推移，政府的努力，人类逐渐遗忘这一事件。2011年，因日本大地震而导致的核泄漏，再次引发了人类的巨大核恐慌。可见，核辐射探测是必要的，它是关系个人安全及社会稳定等的重大问题。
从核辐射现象被第一次发现到现在，核辐射探测技术的发展经历了漫长的100多年的历史。随着有关核辐射的物理实验研究的不断深入发展和核能科学研究队伍的不断壮大。作为一门新近兴起的学科，核辐射探测技术能够在非常大的程度上起到推进核科学技术以及核武器技术的发展。核辐射探测技术中最主要的一部分就是核辐射探测器，由于核辐射所产生的射线会在气体、液体以及固体的材料里面引起各种现象，比如发光的现象，电离效应和其他各种物理上的乃至化学上的变化。核辐射探测器就是根据这种现象来探测自然界中的辐射，它也是核辐射 探测技术的主要研究对象。
CMOS集成电路最大的特点就是噪声容限大，功耗低。在供电方面，它是通过单电源供电，而且电源工作电压范围比较宽。近几年来，随着制造技术的突飞猛进，促使CMOS集成电路有了飞快的发展，在其工作速度和集成度等性能指标上都有了极大的提升。飞速的发展，使得其在很多个领域都得到了广泛的应用，成为了近阶段集成电路发展的趋势。
自从20世纪90年代来，单晶生长工艺有了令人惊叹的成就，它被应用到化合物半导体中，产生的CdTe、CdZnTe不愧为核辐射探测器的不二之选。其中CdZnTe晶体生长工艺稳定，有很好的重复性，并且可以生长出特性不一样的CdTe、CdZnTe单晶。由于这些优点，总之，在近几年以CdZnTe为材料的探测器正在快速的发展，是目前最有潜力的一种新型材料，尤其是用于制作在室温下探测核辐射的探测器。CdZnTe晶体在X射线与 射线的探测和应用中起着极其重要的作用，它的晶体生长技术和晶体表面处理的方法以及其他的很多优点，让它有很大的发展空间，CdZnTe 探测器又成为半导体核辐射检测技术领域的一个研究热点。
研究CZT面元像素阵列核辐射射探测器的读出电路，无论是在学术方面还是基于实用性的考虑，它都具有很重要的现实意义。
1.2 课题的来源
课题来源于2013届毕业论文题库，由指导老师确定研究方向，在实际工作中对现实问题的思考。
1.3 主要研究内容
根据对国内外发展情况的分析，本设计重点研究针对CZT核辐射像素阵列探测器探测的微弱电荷信号，对其CMOS模拟读出电路进行设计，为CZT核辐射像素阵列探测器的单芯片集成打下基础。
研究内容：
（1）查阅国内外资料，熟悉国内外发展状况；
（2）建立对CZT面元像素核辐射探测器信号的电学模型；
（3）针对CZT探测器的输出信号特点设计前置放大电路；
（4）设计滤波、放大电路；
（5）采用TSMC的0.35 CMOS工艺规范设计读出电路各个模块以及整体读出电路的芯片版图。