原创 SiPM的选型思考2

2024-8-4 11:03 327 3 3 分类: 测试测量 文集: SiPM(MPPC)测试

概述


与滨松技术工程师索取了S14161系列75um像素标准产品的手册,在研读该手册的时候对于其中给出的增益指标产生一点点疑惑,本文即对此疑惑以及与滨松工程师交流结论进行记录,方便以后备查。


新SiPM型号


之前文章中已经给出了S14161系列4mm面积尺寸75um像素尺寸阵列的完整型号应该是S14161-4075HS-04,该产品当前暂时未上市推广,应该后续会面市。其电子及光学指标如图1所示,可以看到同系列两个产品增益相差2.2倍。之前从公开C14161系列阵列SiPM手册里查询到增益指标在本系列中都是固定为同一值。


图1:S14161系列4mm面积尺寸阵列SiPM指标。


SiPM增益指标的理解


从滨松官网有关MPPC的基础知识分享,可以了解到增益计算公式如下所示:


Gain = 1/q * Cp * Vov         (1)


根据上述公式,增益似乎是基于像素计算,所以图1给出的增益是否可以理解为也是对于型号中单像素增益。


经过查询,对此定义还可描述为:雪崩APD单元发生一次雪崩所释放的载流子数目,即为增益大小。公式为:


Gain = Q_pixel/e = (C_j*V_ov)/e        (2)


从公式(2)来看,如果Vov和e保持不变(图1中也确实基于二者不变情况下),那么图1中二者增益差别就只来源于结电容(Junction Capacitance)的改变了。图1参数指标表格里给出了一个终端电容Ct,其相当于MPPC中每个APD的结电容(Cj)并联,以及封装所产生的寄生电容。MPPC面积越大,终端电容越大。图1中Ct都是针对4mm面积,所以都是900pF。像素的结电容为:



Cj = C_t/N_pixel 


从图1中分别查询到50um和75um像素对应的参数,这样50um像素的Cj值为900/6331,75um像素的Cj值为900/2770。二者差异2.286倍左右,与图1中5.5和2.5之间差异一致。


其实,从像素尺寸也可以推导上述差异,即50um和75um差异为1.5倍,所以面积差异为2.25倍。

作者: coyoo, 来源:面包板社区

链接: https://mbb.eet-china.com/blog/uid-me-1010859.html

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