[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

说明书

本发明涉及一种输入端漏电流补偿型的电荷灵敏前置放大器，属于核电子学技术领域，解决电路偏置电流影响问题；包括电荷灵敏环电路和补偿泄放电路；电荷灵敏环电路与探测器连接，用于对探测器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；补偿泄放电路连接在所述电荷灵敏环电路输出端与输入端之间；监测所述电荷灵敏环电路的输出电压值，当电压值超出线性放大区时，对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；提供补偿电流，对电荷灵敏环电路输入端的漏电流进行补偿。本发明使电荷灵敏前置放大器工作在线性放大区；并输入端的漏电流进行补偿，具有提高能量分辨率的效果。

技术领域

本发明涉及核电子学技术领域，尤其是一种输入端漏电流补偿型的电荷灵敏前置放大器。

背景技术

目前，脉冲复位型电荷灵敏前置放大器将探测器输出的漏电流与信号电流一起积累到电荷灵敏前置放大器的输入端，前置放大器将输入端的电荷转换为与电荷量成正比的电压信号进行输出，当电压信号超出一定阈值时，通过反馈电路控制输入端泄放电荷。

但是电荷灵敏前置放大器输入端存在漏电流，且该漏电流会随着输入端电荷的积累而变化，从而导致输入端信号的损失，影响最终获取的能量分辨率。

发明内容

鉴于上述的分析，本发明旨在提供一种输入端漏电流补偿型的电荷灵敏前置放大器，以解决电路偏置电流对探测器本征信号影响的问题。

本发明公开了一种输入端漏电流补偿型的电荷灵敏前置放大器，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。

进一步地，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。

进一步地，所述补偿泄放电路(30)包括迟滞电压比较器(301)；所述迟滞电压比较器(301)的输入端连接积分电容C_f的正电压端，采集积分电容C_f的输出电压；输出端对连接在积分电容C_f的正负两端的泄放开关进行控制；

初始状态所述泄放开关处于断开位置，所述电荷灵敏环电路(20)进行电荷量累积，积分电容C_f充电，输出电压增加；当积分电容C_f的输出电压值超过迟滞电压比较器(301)的第二电压阈值Vth2时，迟滞电压比较器(301)输出控制信号，使所述泄放开关闭合，积分电容C_f放电，输出电压值下降，当电压下降到低于第一电压阈值Vth1时，迟滞电压比较器(301)输出控制信号使所述泄放开关(302)断开，积分电容C_f停止放电。