[发明专利]一种输入端漏电流补偿型的电荷灵敏前置放大器

权利要求书

1.一种输入端漏电流补偿型的电荷灵敏前置放大器，其特征在于，包括：电荷灵敏环电路(20)和补偿泄放电路(30)；

所述电荷灵敏环电路(20)输入端与探测器(10)连接，用于对探测器(10)输出的探测电流进行积分，累积电荷量并转换为与电荷量成正比例的电压信号输出到后级电路(40)；

所述补偿泄放电路(30)连接在所述电荷灵敏环电路(20)输出端与输入端之间；一方面用于监测所述电荷灵敏环电路(20)的输出电压值，当电压值超出所述电荷灵敏环电路(20)的线性放大区时，对电荷灵敏环电路(20)累积的电荷量进行泄放，降低输出电压值，使输出电压值回到线性放大区；另一方面用于提供补偿电流，对电荷灵敏环电路(20)输入端的漏电流进行补偿；

所述补偿泄放电路(30)包括迟滞电压比较器(301)、补偿泄放转换开关(302)和MOS开关管(303)；

所述迟滞电压比较器(301)的输入端连接积分电容C_f的积分正电压端；

所述补偿泄放转换开关(302)为单刀双掷开关，其固定端连接MOS开关管(303)的源极，第一活动端连接积分电容C_f的积分正电压端，第二活动端连接补偿电压V1；控制端连接所述迟滞电压比较器(301)的输出端；

所述MOS开关管(303)的漏极连接积分电容C_f的积分负电压端和结型场效应晶体管J1的栅极；所述MOS开关管(303)的栅极连接述迟滞电压比较器(301)的输出端；

当积分电容C_f的输出电压值未超过第二电压阈值Vth2时，所述迟滞电压比较器(301)输出低电平，所述补偿泄放转换开关(302)的第二活动端与固定端连接，所述MOS开关管(303)关断；所述补偿电压V1通过MOS开关管(303)的关断电阻给结型场效应晶体管J1的栅极提供补偿电流和偏置电压；

当积分电容C_f的积分输出电压值超过第二电压阈值Vth2时，所述迟滞电压比较器(301)输出高电平，所述补偿泄放转换开关(302)的第一活动端与固定端连接，所述MOS开关管(303)导通；形成积分电容C_f的泄放通路，积分电容C_f进行泄放，电压下降；当积分电容C_f的积分输出电压值泄放到低于第一电压阈值Vth1时，迟滞电压比较器(301)输出低电平，所述补偿泄放转换开关(302)的第二活动端与固定端连接，所述MOS开关管(303)关断；断开积分电容C_f的泄放通路，停止泄放；同时，所述补偿电压V1通过MOS开关管(303)的关断电阻给结型场效应晶体管J1的栅极提供补偿电流和偏置电压。

2.根据权利要求1所述的电荷灵敏前置放大器，其特征在于，所述电荷灵敏环电路(20)，包括结型场效应晶体管J1、运算放大器U1、电阻R1、R2、R3和积分电容C_f；

所述结型场效应晶体管J1的栅极与探测器的输出端连接，源极接地，漏极通过电阻R1与正电压VCC连接，并与运算放大器U1的同相输入端连接；电阻R2、R3串联在正电压VCC与地之间，电阻R2、R3之间的连接端与运算放大器U1的反相输入端连接，运算放大器U1输出端与结型场效应晶体管J1的栅极之间连接积分电容C_f。

3.根据权利要求2所述的电荷灵敏前置放大器，其特征在于，所述迟滞电压比较器(301)包括比较器U2，电阻R4、R5、R6，参考电压V2；所述电阻R4连接在积分电容C_f的积分正电压端与比较器U2的同相输入端，所述电阻R5、R6串联在比较器U2的输出端与地之间，所述电阻R5、R6的连接端与比较器U2的同相输入端连接；所述比较器U2的反相输入端与参考电压V2连接。

4.根据权利要求3所述的电荷灵敏前置放大器，其特征在于，所述第二电压阈值所述第一电压阈值/式中，||表示电阻的并联关系。

5.根据权利要求1-4任一项所述的电荷灵敏前置放大器，其特征在于，所述探测器(10)为硅漂移探测器、高纯锗探测器或Si-PIN探测器。