Silicon microstrip detector Pspice simulation Status Report della simulazione del sistema 10/06/2010 Fulvio De Persio

Indice Modellizzazione a 15 strip del rivelatore di silicio. Studio sul Wire-Bonding : materiale e lunghezza del filo. Modellizzazione del connettore tra il Bus e la scheda di Front-End : ZiF (Zero insertion Force) Modellizzazione del Bus di Kapton Disegni preliminari del Bus 10/06/2010 Fulvio De Persio

Silicon Strip Detector Elementi Simulati Silicon Strip Detector (Hamamatsu, 15 strip) Wire Bonding Kapton Bus Stadio di ingresso APV 25 Connettore Zif (Panasonic YF33) 10/06/2010 Fulvio De Persio

Modellizzazione del Rivelatore Modello in PSpice. Modellizzazione di 15 strip con passo di 50 µm, con interazione a livello di primo e secondo vicino per ogni strip. Spessore del rivelatore 320 µm. Modellizzazione a celle di lunghezza di 250 µm. Parametri circuitali per il modello forniti dalle ditte : HAMAMATSU PHOTONICS e MICRON SEMICONDUCTOR ltd. 10/06/2010 Fulvio De Persio

Microcella del Rivelatore con parametri HAMAMATSU Strip Impiantazioni p+ Bulk tipo n 10/06/2010 Fulvio De Persio

Risposta del rivelatore di 10 cm ad una MIP all’ingresso dell’APV25 10/06/2010 Fulvio De Persio

Scelta del materiale per il Wire-Bonding, Al o Au, per lunghezza del filo di 4 mm e 15 mm e diametro di 25 μm Trattazione in DC RAu (4 mm) = 0.19Ω RAu (15 mm) = 0.74Ω RAl(4 mm) = 0.22Ω RAl (15 mm) = 0.87Ω Trattazione in AC , Skin Effect Costante che indica la profondità della penetrazione della Carica nel filo 1.8MHz RAu (4 mm) = 0.0078 (f)1/2 Ω 10.77<R<70.11 Ω RAu (15 mm) = 0.029 (f)1/2 Ω 38.90<R<144.65 Ω RAl (4 mm) = 0.0084 (f)1/2 Ω 11.59<R<75.50 Ω RAl (15 mm) = 0.031 (f)1/2 Ω 41.58<R<154.64 Ω 80 MHz 10/06/2010 Fulvio De Persio

Simulazioni con filo di Au e Al, grafici sovrapposti. 4 mm Time 0s 50ns 100ns 150ns 200ns 250ns 300ns 350ns 400ns 450ns 500ns 550ns V(R3:2) -80uV -60uV -40uV -20uV 0V 15 mm Differenza tra i valori del picco ≈ 2% 10/06/2010 Fulvio De Persio

Modellizzazione del connettore tra il bus e il Front-end : connettore Zif Panasonic YF 33 , 33 pin e pitch da 300 µm Senza Zif (uV) ZiF Resistivo-Capacitivo (uV) Variazione Percentuale 113,43 112,21 - 1.11% 44,83 45,36 +1.01% 38,34 38,43 +0.02 10/06/2010 Fulvio De Persio

Schema Circuitale completo Silicon Detector 15 strip Wire-bond Kapton Bus ZiF connector Zin APV25 10/06/2010 Fulvio De Persio

Bus di Kapton Linea di trasmissione dissipativa 10/06/2010 Fulvio De Persio

Introduzione del Bus di Kapton nella simulazione L = 100 cm L = 8 cm 10/06/2010 Fulvio De Persio

Differenza di quantità di carica raccolta all’ingresso del front-end all’aumentare della lunghezza del bus 10/06/2010 Fulvio De Persio

Disegni Preliminari Bus 110 cm 85 cm Ipotesi 1 100 cm 10/06/2010 Fulvio De Persio

Disegni Preliminari Bus 60 cm 30 cm Ipotesi 2A Ipotesi 2B 60 cm 45 cm 10/06/2010 Fulvio De Persio