Seminario di Elettronica

Presentazione sul tema: "Seminario di Elettronica"— Transcript della presentazione:

1 Seminario di Elettronica
2° Anno Specializzazione Fisica Sanitaria Prof. M. De Spirito Alberto Panese Luca Grimaldi

2 I rivelatori a stato solido possono essere costruiti con materiali semiconduttori, nei quali i livelli energetici degli elettroni meno legati mostrano la caratteristica struttura a bande dei cristalli. è dell’ordine dell’ eV

3 Un cristallo puro di Silicio può essere “drogato” in due modi: drogaggio di tipo p e drogaggio di tipo n. Es. Silicio (tetravalente) drogato con Boro (trivalente) e Fosforo (pentavalente)

4 Fenomeno della diffusione

5 Polarizzazione Diretta
Polarazzazione Inversa Viene favorita la corrente di drift (pressoché costante) Aumentando la tensione inversa si arriva ad una tensione detta di "breakdown“.

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7 Vantaggi rispetto alle camere a ionizzazione:
l’energia necessaria a produrre in media una coppia elettrone-lacuna è di 3,5 eV in silicio e 2,9 in germanio (10 volte minore che nei gas) - risoluzioni elevate nella misura dell’energia, infatti a parità di energia persa la corrente raccolta è circa 10 volte maggiore di quanto non accada con la camera a ionizzazione camera a ionizzazione di Wilson - ridotte dimensioni fisiche del rivelatore (1000 volte più denso) camera a bolle

8 Misure di carica

9 Circuito automatico di Feedback

10 Caratteristiche del diodo:
dimensioni ridotte (superficie attiva 2-3 mm2) rispetto alle c.i. robustezza maggiore rispetto alle c.i. debole dipendenza dalla temperatura (ad es. 0.1%°C-1) ma anche: SSD (Source to Surface Distance) diversi diodi per il tipo di radiazione Fotoni, Elettroni, Protoni dipendenza dall’energia dipendenza della ricombinazione dal Dose Rate angolo di incidenza della radiazione (non isotropo ± 60°)

11 accumulo dose

12 Diodi Hi-pSi Scanditronix per
Dosimetria in Vivo Fotoni Elettroni Dose in Ingresso (low perturbation) EDP-10 (4- 8MV) EDP-15 (6-12 MV) EDP-20 (10-20 MV) EDP-30 (>20 MV) EDD-2    (EDE-5) EDD-2  Dose in Uscita EDD-2 Organi a Rischio EDD-5 Sonde endocavitarie IDF-1, IDF-3, IDF-5

13 JFET (Junction Field Effect Transistor)
ID=F(VGS,VDS)

14 MOSFET (Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)
tipo enhancement tipo depletion ID=F(VGS,VDS) VGS>VT

15 Vantaggi di un MOSFET Alto livello di integrazione Pochi fattori correttivi in uso clinico regione attiva fino a 0.2 x 0.2 mm usabili sia per fotoni che elettroni indipendenza dal dose-rate indipendenza dalla temperatura e dall’umidità isotropia ( ±2% per 360°) riproducibilità (< 3%) leggerezza e flessibilità

16 bassa dipendenza dall’energia (< 5%)

17 delicati Svantaggi di un MOSFET
MOSFETS MicroMOSFTES DIODO 0,4 mm2 < 0,1 mm2 3 mm2 Fotoni, Elettroni, Protoni, Raggi X 4 Diodi diversi Isotropo( ± 2%) Non Isotropo: ± 60° IMRT IMRT, Brachiterapia, IORT No Svantaggi di un MOSFET delicati proporzionalmente alla dose assorbita dall’ossido del gate si modifica permanentemente la sua tensione di soglia

18 I vantaggi dei MOSFET nelle applicazioni trovano uso nelle tecniche avanzate di trattamento:
· Brachiterapia · IMRT · Radiochirurgia (sostanze radioattive) · TBI · IORT

19 Osservazione: Con letture effettuate prima e durante l’irraggiamento si vede che la sensitivity della VThreshold alle radiazioni è una funzione della VGate e varia tipicamente da 1 a 3 mV/cGy.