요금 공유

Charge sharing

전하 공유는 한 전자 도메인에서 다른 전자 도메인으로 전하를 전송함으로써 신호 열화의 효과입니다.

반도체 방사선 검출기의 전하 공유

광자 계수 또는 하이브리드 픽셀 검출기와 같은 픽셀화 반도체 방사선 검출기에서 전하 공유는 영상 품질에 부정적인 영향을 미치는 전하의 확산을 의미한다.

요금분담형성

광자 검출기의 활성 검출층에서는 입사 광자가 광전 효과를 통해 전자-공 쌍으로 변환된다.결과적으로 발생하는 전하 구름은 인가된 전압 바이어스를 통해 판독 전자 장치를 향해 가속됩니다.이러한 장치 내부의 전계에 의한 열 에너지와 반발로 인해 전하 구름이 확산되어 가로 [1]크기가 효과적으로 커집니다.픽셀화 검출기에서는 이 영향으로 초기 전하 구름의 일부를 인접 픽셀로 검출할 수 있습니다.이 크로스톡의 확률이 픽셀 엣지를 향해 높아짐에 따라 픽셀 [2]사이즈가 작은 검출기에서 더욱 두드러집니다.또한 검출기 재료의 K-edge 위 형광은 전하 공유 효과를 추가하는 추가 전하 운반체로 이어질 수 있다.특히 광자 카운트 검출기에서 전하 공유는 신호 카운트의 오류를 초래할 수 있습니다.

전하 공유 문제

특히 광자 계수 검출기에서 입사 광자의 에너지는 1차 전하 구름의 전하 순합과 상관된다.이러한 종류의 검출기는 종종 임계값을 사용하여 특정 소음 수준에 걸쳐 작동할 수 있을 뿐만 아니라 다른 에너지의 입사 광자를 구별한다.전하 구름의 특정 부분이 인접 픽셀의 읽기 전자 장치로 확산되는 경우, 이는 1차 광자보다 낮은 에너지를 가진 두 개의 이벤트를 검출하는 결과를 초래합니다.또, 영향을 받는 화소 중 하나의 전하가 역치보다 작을 경우, 노이즈로서 이벤트를 폐기한다.일반적으로 이는 입사 광자의 에너지를 과소평가하는 결과를 초래한다.여러 픽셀에 하나의 입사 광자를 등록하면 1차 상호작용에 대한 정보가 지워지기 때문에 공간 분해능이 저하됩니다.또한 이러한 효과는 일반적인 과소평가로 인한 에너지 분해능 저하로 이어집니다.특히 의료 애플리케이션에서 전하 공유는 선량 효율성을 감소시키며, 이는 영상 애플리케이션에 대한 입사 선량의 유용한 비율이 감소함을 의미한다.

요금 분담의 정정

요금 [3]분담의 보정에는 몇 가지 방법이 있습니다.한 가지 접근방식은 모든 이벤트를 무시하는 것이다. 같은 시간대에는 둘 이상의 해당 픽셀에 검출기 응답이 있어 검출기 효율성이 심각하게 저하되고 가능한 최대 계수율이 제한된다.또 다른 접근방식은 인접한 픽셀에서 상관된 이벤트의 낮은 수준의 신호를 추가하고 신호가 가장 큰 픽셀에 속성을 추가하는 것입니다.다른 보정 접근방식은 기본적으로 보정된 검출기 응답을 고려하여 신호 영역의 디콘볼루션에 의존한다.

디지털 일렉트로닉스에서의 전하 공유

디지털 전자 제품에서 전하 공유는 Domino 로직 계열의 디지털 회로에서 가장 일반적으로 관찰되는 바람직하지 않은 신호 무결성 현상입니다.전하 공유 문제는 프리차지 단계의 출력 노드에 저장된 전하가 평가 단계에 있는 트랜지스터의 출력 또는 접합 용량 간에 공유될 때 발생합니다.전하 공유는 출력 전압 레벨을 저하시키거나 잘못된 출력[4] 값을 발생시킬 수 있습니다.

레퍼런스

  1. ^ Chmeissani, M.; Mikulec, B. (2001). "Performance limits of a single photon counting pixel system". Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section A: Accelerators, Spectrometers, Detectors and Associated Equipment. 460 (1): 81–90. Bibcode:2001NIMPA.460...81C. doi:10.1016/S0168-9002(00)01100-1.
  2. ^ Myronakis, Marios E.; Darambara, Dimitra G. (2010-12-28). "Monte Carlo investigation of charge-transport effects on energy resolution and detection efficiency of pixelated CZT detectors for SPECT/PET applications: Investigation of charge-transport effects on pixelated CZT detectors". Medical Physics. 38 (1): 455–467. doi:10.1118/1.3532825. PMID 21361214.
  3. ^ Bugby, S.L.; Koch-Mehrin, K.A.; Veale, M.C.; Wilson, M.D.; Lees, J.E. (2019). "Energy-loss correction in charge sharing events for improved performance of pixellated compound semiconductors". Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section A: Accelerators, Spectrometers, Detectors and Associated Equipment. 940: 142–151. Bibcode:2019NIMPA.940..142B. doi:10.1016/j.nima.2019.06.017.
  4. ^ Mohit Kumar Gupta (2006). EDA for IC implementation, circuit design, and process technology. CRC Press. ISBN 0-8493-7924-5.