Silicon microstrip detector Pspice simulation

Presentazione sul tema: "Silicon microstrip detector Pspice simulation"— Transcript della presentazione:

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

2 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

3 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

4 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

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

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

7 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) = (f)1/2 Ω <R<70.11 Ω RAu (15 mm) = (f)1/2 Ω <R< Ω RAl (4 mm) = (f)1/2 Ω <R<75.50 Ω RAl (15 mm) = (f)1/2 Ω <R< Ω 80 MHz 10/06/2010 Fulvio De Persio

8 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

9 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

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

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

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

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

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

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