Caratterizzazione della catena di lettura di un rivelatore al silicio

Introduzione Questo lavoro di tesi descrive la caratterizzazione della catena di lettura di un rivelatore al silicio eseguita all’interno del tirocinio svolto presso il Laboratorio Didattico di Fisica della Facolt` a di Scienze MM.FF.NN. di Como dell’Universit` a degli Studi dell’Insubria. Il rivelatore caratterizzato ` e un rivelatore a microstrip di silicio. Il primo capitolo tratta dei materiali semiconduttori, fra cui il silicio ` e quello maggiormente utilizzato per applicazioni elettroniche e tecnologiche. Verranno descritte le caratteristiche e propriet` a fisiche dei semiconduttori con la loro strut tura a bande. Sar` a spiegata l’importanza di avere un semiconduttore estrinseco, tramite il drogaggio del semiconduttore intrinseco. Quindi si tratter` a dei rivelatori a microstrip, con la giunzione p n, che ` e alla base del loro funzionamento, e la loro struttura. Infine verranno descritti in dettaglio i vari elementi dell’elettronica di frontend, che ` e direttamente collegata al rivelatore tramite fili di alluminio. L’elettronica di frontend amplifica e forma in modo appropriato il segnale del rivelatore. I vari elementi che costituiscono l’elettronica di frontend sono l’am plificatore sensibile alla carica, lo shaper, il circuito sample&hold ed il multiplexer analogico. Il secondo capitolo riguarda l’intero apparato sperimentale. Il rivelatore testato ` e a doppia faccia ed ha un’area di 1.92£1.92 cm 2 e uno spessore di 300 μm. Il segnale proveniente dal rivelatore ` e un impulso in corrente che deve essere gestito da un opportuno apparato elettronico per essere poi analizzato tramite PC. Il se gnale in uscita dall’elettronica di frontend deve essere letto in modo opportuno dall’elettronica di readout, in particolare dal Convertitore Analogico Digitale. Nel terzo capitolo si descriveranno le misure effettuate e il loro scopo. Sar` a elen cata la procedura di analisi, a partire dalla definizione del piedestallo e del com mon mode. Le misure sono state effettuate per individuare il valore ottimale della frequenza di clock, dell’hold delay e del convert delay, definiti nel precedente capitolo, che sono stati modificati durante le misure. A tale scopo saranno analiz zati i grafici delle variabili caratteristiche dei rivelatori a microstrip di silicio: il rapporto segnalerumore, il pull, la pulse height e l’h. 4