Progetto di un capacimetro a microcontrollore per fotodiodi SPAD

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Introduzione Lo SPAD è un fotorivelatore allo stato solido, basato su una giunzione p-n inversa- mente polarizzata, nel quale un singolo fotone riesce ad innescare una corrente di valanga. Per progettare circuiti che sfruttano tale device, è importante conoscere la capacità parassita che presenta tra anodo e catodo. Esistono svariati strumenti in grado di misurare una capacità; sul mercato infatti sono presenti dei capacimetri in grado di effettuare misure su un ampio range di valori. Necessitando di una grande accuratezza questi strumenti sono molto costosi. Siccome la capacità dello SPAD è nell’ordine dei picofarad, le potenzialità di queste strumentazioni non è sfruttata appieno. Perciò è stato pensato di realizzare un capacimetro, con un’adeguata accuratezza, dedicato alla misura di capacità tipiche di tale fotodiodo. Un primo approccio per raggiungere lo scopo è stato quello di costruire un circuito in grado di fornire una tensione di uscita proporzionale alla capacità in esame. Tale strumento, che chiameremo nel seguito della trattazione “Capaci- metro per diodi polarizzati”, tuttavia necessita di una notevole strumentazione di supporto, peraltro molto costosa, e fornisce dati da elaborare successivamente tra- mite un programma di calcolo. Si evince l’importanza di semplificare la struttura di acquisizione della misura in questione. Partendo da questi presupposti, l’obiettivo di tale elaborato sarà quello di arrivare ad una configurazione in grado di collegarsi al “Capacimetro per diodi polarizzati” e, attraverso un opportuno software, visualizzare la capacità dello SPAD al PC. Inoltre, si sa che tale valore è strettamente legato alla tensione di polarizzazione 1
del fotodiodo ed è soggetto a parassitismi intrinseci al dispositivo. Perciò altre due specifiche richieste per il progetto, saranno la misura di tali parassitismi e la caratteristica completa capacità-tensione di polarizzazione. In più, per garantire una misura sempre precisa, sarà necessario sviluppare un’apposita sezione del software per la taratura dello strumento. Tale opzione garantirà sempre di ottenere risultati accurati. Illustriamo schematicamente qui di seguito la semplificazione della misura che si vuole ottenere con questo elaborato. Prima Generatore Funzioni Alimentatore CAPACIMETRO Alimentatore CAPACIMETRO SPADCap Meter Figura 1: Evoluzione del capacimetro 2 Operatore Oscilloscopio PC Dopo PC
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4.1.2 Programma PIC CAPITOLO 4. SOF
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Capitolo 7 Conclusioni e prospettiv
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CAPITOLO 7. CONCLUSIONI E PROSPETTI
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Bibliografia [1] Sergio Cova, Massi
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