Bildgebung mit DEPFET - Prof. Dr. Norbert Wermes - Universität Bonn

4.3. ENERGIEAUFLÖSUNG UND RAUSCHEN 67• Für das 1/f-Rauschen wurde das in Kapitel 2.4.2 gemessene 1/f α -Rauschen einerEinzelpixelstruktur verwendet. Hierbei waren der Vorfaktor a 1/f = 606 µV2g qundder Exponent α = 1.42. Da das 1/f-Rauschen für verschiedene Strukturen starkvariierte, sind diese Werte mit einer großen Unsicherheit behaftet.• Das an Einzelpixeln gemessene g m = 160µS und eine Verstärkung von g q = 160 pAe − .• Als Grenzfrequenz der Ausleseelektronik wurde die für CARLOS gemessene Grenzfrequenz[Nee00a] von ν grenz = 1.1 MHz angenommen.• Eine Zeit von T = 1.5 ms zwischen Aufnahme von Signal- und Pedestalbild.Nach Einsetzen dieser Paramter ergeben sich folgende Beiträge der einzelnen Komponentenzum Gesamtrauschen:• einen Beitrag des thermischen Rauschens von ENC therm ≈ 15e − .• einen Beitrag des 1/f-Rauschens von ENC 1/f ≈ 23e − .• einen Beitrag des Leckstromrauschens von ENC Leck ≈ 104e − .Für die hier durchgeführte Berechnung ist das Leckstromrauschen dominant. Allerdingsist die Größe des 1/f-Rauschens schwer abzuschätzen, da es von Struktur zu Strukturschwankt.Die einzelnen Rauschbeiträge addieren sich quadratisch, so dass sich ein Gesamtrauschenzu ENC gesamt ≈ 109e − ergibt. Da die Messung durch Aufnahme und anschließendeDifferenzbildung √ von Signal- und Pedestalbild erfolgt, ergibt sich nach Division durch2 ein erwartetes Einzelbildrauschen von ENCEinzelbild ≈ 77e − .4.3.3 Rauschen eines Pixels in der 64x64-MatrixIn Abbildung 4.6 ist das Rauschen eines einzelnen Pixels in der Matrix dargestellt. Daserste der Bilder zeigt das Rauschen des Transistorstroms des Pixels, wobei die Breiteder Verteilung einem Einzelbildrauschen von ENC Einzelbild = (367 ± 19)e − entspricht.Der Fehler ist hier wieder auf die Variation der Verstärkung für verschiedene Pixel derMatrix zurückzuführen. Die Differenz zwischen Pedestal- und Signalbild ist im zweitenGraphen dargestellt. Die Breite dieser Verteilung entspricht einem Rauschen vonENC Differenzbild = (224 ±12)e − . Division durch √ 2 liefert das Rauschen eines einzelnenBildes von ENC Einzelbild = (158 ± 8)e − . Dieser Wert ist etwas geringer als im vorherigenFall, da durch die korrelierte Doppelmessung Rauschanteile weggefiltert werden.Zudem variiert der Transistorstrom nach verschiedenen Löschvorgängen, da die gelöschteLadungsmenge nicht immer gleich hoch ist; da die Messung des Signal- und des Pedestalbildesjedoch nach dem selben Löschvorgang vorgenommen wird, ist der Füllzustand