Cryogenic front-end amplifier design for large SiPM arrays in the DUNE FD1-HD photon detection system
Identifikátory výsledku
Kód výsledku v IS VaVaI
<a href="https://www.isvavai.cz/riv?ss=detail&h=RIV%2F68378271%3A_____%2F22%3A00566559" target="_blank" >RIV/68378271:_____/22:00566559 - isvavai.cz</a>
Nalezeny alternativní kódy
RIV/68407700:21340/22:00364238
Výsledek na webu
<a href="https://doi.org/10.1088/1748-0221/17/11/P11017" target="_blank" >https://doi.org/10.1088/1748-0221/17/11/P11017</a>
DOI - Digital Object Identifier
<a href="http://dx.doi.org/10.1088/1748-0221/17/11/P11017" target="_blank" >10.1088/1748-0221/17/11/P11017</a>
Alternativní jazyky
Jazyk výsledku
angličtina
Název v původním jazyce
Cryogenic front-end amplifier design for large SiPM arrays in the DUNE FD1-HD photon detection system
Popis výsledku v původním jazyce
The photon detection system of the first far detector (FD1-HD) of the DUNE experiment will detect scintillation photons produced by particle interactions in a kiloton-scale liquid Argon time projection chamber. The photon detectors of choice are silicon photomultipliers (SiPM), 6×6 mm22 each, arranged in groups of 48, which present a significantly low impedance to the front-end electronics. This paper details the design of a cryogenic amplifier with exceptionally low white voltage noise of 0.37 nV√(Hz), based on a silicon-germanium input transistor and a BiCMOS fully differential operational amplifier. It yields excellent single photoelectron resolution even at low overvoltage values. The signal rise time is below 100 ns, and the dynamic range is about 2000 photoelectrons at the typical operating overvoltage. It draws 0.7 mA from a single 3.3 V supply, for a power consumption of 2.4 mW per channel.
Název v anglickém jazyce
Cryogenic front-end amplifier design for large SiPM arrays in the DUNE FD1-HD photon detection system
Popis výsledku anglicky
The photon detection system of the first far detector (FD1-HD) of the DUNE experiment will detect scintillation photons produced by particle interactions in a kiloton-scale liquid Argon time projection chamber. The photon detectors of choice are silicon photomultipliers (SiPM), 6×6 mm22 each, arranged in groups of 48, which present a significantly low impedance to the front-end electronics. This paper details the design of a cryogenic amplifier with exceptionally low white voltage noise of 0.37 nV√(Hz), based on a silicon-germanium input transistor and a BiCMOS fully differential operational amplifier. It yields excellent single photoelectron resolution even at low overvoltage values. The signal rise time is below 100 ns, and the dynamic range is about 2000 photoelectrons at the typical operating overvoltage. It draws 0.7 mA from a single 3.3 V supply, for a power consumption of 2.4 mW per channel.
Klasifikace
Druh
J<sub>imp</sub> - Článek v periodiku v databázi Web of Science
CEP obor
—
OECD FORD obor
10303 - Particles and field physics
Návaznosti výsledku
Projekt
<a href="/cs/project/LM2018113" target="_blank" >LM2018113: Výzkumná infrastruktura pro experimenty ve Fermilab</a><br>
Návaznosti
I - Institucionalni podpora na dlouhodoby koncepcni rozvoj vyzkumne organizace
Ostatní
Rok uplatnění
2022
Kód důvěrnosti údajů
S - Úplné a pravdivé údaje o projektu nepodléhají ochraně podle zvláštních právních předpisů
Údaje specifické pro druh výsledku
Název periodika
Journal of Instrumentation
ISSN
1748-0221
e-ISSN
1748-0221
Svazek periodika
17
Číslo periodika v rámci svazku
11
Stát vydavatele periodika
GB - Spojené království Velké Británie a Severního Irska
Počet stran výsledku
16
Strana od-do
P11017
Kód UT WoS článku
000924954800007
EID výsledku v databázi Scopus
2-s2.0-85142449776