Chipentwicklung fu127 ur Pixel - Prof. Dr. Norbert Wermes ...

6. Zusammenfassung und Ausblick
Im Rahmen dieser Arbeit wurden für biomedizinische Bildgebung und für
eine teilchenphysikalische Anwendung Detektorelektronik konzipiert und
entwickelt.
Für Compton-Polarimetrie wurde eine Zähler- und Auslesearchitektur entwickelt.
Diese wurde vollständig in einer rauscharmen Logikfamilie implementiert,
die simultanen Betrieb und Datenauslese mit minimaler Totzeit
ermöglicht. Erste Tests des Chips konnten bereits die korrekte Funktion
der Schaltungen bestätigen. Dies zeigt, dass es prinzipiell möglich ist, die
digitalen Funktionen einer solchen Signalverarbeitungselektronik vollständig
in der differentiellen Stromlogik zu realisieren. Es steht noch aus, Eigenschaften
wie die maximale Auslesefrequenz und die minimale Totzeit zu
bestimmen. Ebenfalls muss der Einfluss der Auslese auf das Rauschen der
analogen Schaltungen gemessen werden. In naher Zukunft soll, basierend auf
diesem Chip, ein Detektorsystem aufgebaut werden. Dieses wird dann die
Polarisationsmessung des Elektronenstrahls am Bonner Teilchenbeschleuniger
ELSA übernehmen.
Für biomedizinische Bildgebung wurde an der Entwicklung eines Pixelchips
mitgearbeitet. Der CIX-Chip kombiniert das Zählen von Einzelpulsen und
eine integrale Messung der absorbierten Röntgenleistung. Im Rahmen dieser
Arbeit wurde die Zähler- und Auslesearchitektur implementiert, eine
Ladungspumpe entwickelt und Messungen an Teststrukturen durchgeführt.
Basierend auf den Erfahrungen, die bei der Entwicklung der Detektorelektronik
für Compton-Polarimetrie gewonnen wurden, konnten für den CIX-Chip
bereits Verbesserungen in der Zähler- und Auslesearchitektur vorgenommen
werden.
Ein Testchip wurde entwickelt um asynchrone Binärzähler in differentieller
Logik genauer zu untersuchen. Hierfür wurde eigenständig ein Testsystem
aufgebaut, eine Platine gefertigt und Software für Messaufgaben entwickelt.
Das Leistungsverhalten von Zählern wurde gemessen, die Messergebnisse sind
im Kontext der di erentiellen Logik weitgehend verstanden. Dieser Testchip
diente auch zur Bestimmung von geeigneten Betriebsparametern für den
CIX-Chip, diese konnten erfolgreich ermittelt werden.
Eine 3-Transistor-Ladungspumpe wurde für den Einsatz auf dem CIX-Chip
entwickelt. Hierfür wurde eine ebenfalls ein Testchip gefertigt und Messungen
durchgeführt. Es konnte gezeigt werden, dass die Ladungspumpe nahezu
linear und frequenzunabhängig arbeitet. Auftretende Nichtlinearitäten sind