Studio di fotodiodi a valanga per il calorimetro CMS al LHC del CERN"

inferiore a 1.5 mV. La stabilita nel tempo e di (0.003 % + 1 mV) su 24 ore di
utilizzo a temperatura costante.
La posizione del picoamperometro nel circuito e stata scelta in modo da eseguire la
misura di corrente ad una tensione prossima a zero.
Per mantenere sotto controllo la temperatura, la scatola degli APD puo essere
collocata, durante le misure, in una camera termica di buona stabilita; infatti, poiche
le caratteristiche degli APD sono molto sensibili ai cambiamenti di temperatura, e
necessario mantenere una termostatazione suciente a non alterare le misure; per
raggiungere questo risultato sono stati collocati all'interno della scatola di misura dei
sensori di temperatura dotati di una accuratezza di 0:1 o C. Tipicamente, la stabilita
in temperatura del sistema puo essere stimata intorno a 0:5 o C: questo corrisponde a
1 dI
78 I dT %/o C , cioe ad una incertezza sulle misure di corrente oscura pari a dI
I
3.54 % 1 , ben maggiore della sensibilita di misura del picoamperometro.
In una sessione completa di misura, la registrazione del valore della corrente viene
eseguita per dierenti valori della tensione di alimentazione, partendo da 10V per
arrivareavalori di tensione prossimi alla tensione di rottura del fotodiodo.
3.2.2 Misura del guadagno M
Per misurare il valore del guadagno si utilizza il metodo di illuminazione
continua. Nella scatola oscura, dove e tenuto l'APD, e presente un foro tale da
consentire l'entrata di una bra ottica. La bra ottica va a collocarsi di fronte alla
faccia fotosensibile dell'APD. In questo modo e possibile illuminare l'APD con la luce di
LED di vari colori ad emissione continua, e misurare, con il picoamperometro collegato
nella maniera descritta, il valore della corrente uscente dall'APD, I ill . L'illuminazione
risulta essere molto stabile, e garantisce che la luce vista dall'APD sia costante per
tutta la durata della misura.
Il guadagno di un fotodiodo a valanga puo essere calcolato come la luce amplicata
ad una data tensione, rispetto ad un valore di riferimento preso a 10 V; in eetti il
guadagno si mantiene tipicamente costante no a qualche decina di volt, per cui si puo
assumere che a10Vsia uguale a uno.
Viene inizialmente misurata la corrente prodotta dall'APD in assenza di amplicazione,
cioe ad una tensione di 10 V. Questo viene fatto sia in condizioni di completa oscurita,
I D , che sotto illuminazione, I ill . Poi, con il picoamperometro, si prendono i valori di
1 La corrispondenza tra corrente e temperatura e determinata dall'equazione [11]:
I B / T 3=2 e ,E G=2KT : (3.1)
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