Transcript 4pix, 16pix, 64pix サンプル

MPPC少数ピクセルサンプルの
基本特性測定
平成19年9月26日(水)
筑波大学 生野利典
Motivation
MPPCの構造をより深く理解するため、
ピクセル数がそれぞれ4pix, 16pix, 64pixの
サンプルにおいて基本特性の測定と比較を行う。
Type No. : 25μp-MPPCs
Sample No. : 1
(4pix, 16pix, 64pix サンプル)
９つのセンサーのうち、
結線されているのは３つ。
測定について
測定項目
・Gain
・NoiseRate
・Crosstalk Probability
●4pix, 16pix, 64pix,1600pixで各測定結果を比較する。
●比較用の1600pixもCANパッケージ（Sample No.7)を用いる。
●高温槽で温度を25℃に保ち測定を行う。
Pulse Shape
4 pixel
16 pixel
64 pixel
1600 pixel
4～64pixと1600pixでは、波形の高さ、形が違う。→原因不明
測定方法：Gain
（ＡＤＣ分布）
d
LED発光に合わせたタイミングで
ADC分布をとる
G ain 
dS
e A
S = ADC分解能(= 0.25pC/ADCount)
e = 素電荷(= 1.6 x10-19 C)
A = アンプ増倍率(= 63)
（予想）Gainの値はピクセル数に依存せず等しくなる。
測定結果：Gain
OverVoltageを横軸にとり、各ピクセル数サンプルのGainを比較。
Pixel
4
16
64
1600
V0 (-V)
67.69±0.02
68.08±0.02
68.30±0.02
69.00±0.03
Pixel
4
16
64
1600
C(10-2 pF)
1.795±0.001
1.819±0.001
1.724±0.001
1.746±0.002
※エラーの評価は
不完全（未完了）。
Gainの値は多少個体差があるが、
ピクセル数によって大きく変化はしない。
測定方法：NoiseRate
Threshold VS NoiseRate
0.5 p.e.
1.5 p.e.
（予想）
1pixelあたりに換算すれば、
ある程度の同じ値になる。
測定結果：NoiseRate
4 pixel
16 pixel
64 pixel
1600 pixel
→NoiseRateを1pixelあたりに換算し比較してみる。
測定結果：NoiseRate(2)
OverVoltageを横軸にとり、NoiseRateを1pixelあたりに換算し比較。
4, 16, 1600pixはOver Voltageの低いところで重なる。
64pixは大きくずれる。
測定結果：Crosstalk
OverVoltageを横軸にとり、
Crosstalk Probabilityを比較。
Pcrosstalk =
NoiseRate(>1.5p.e.)
NoiseRate(>0.5p.e.)
ピクセル数の多いほうがCrosstalkは起こりやすい。
Summary ＆ Plans
＜まとめ＞
●Gainの値はピクセル数によって大きく変化しない。
●NoiseRate/Pixelは、Over Voltageの低いところで
同じような値をとる。（64pixは大きくずれる。）
●ピクセル数の多いほうがCrosstalkは起こりやすい。
＜今後の展望＞
○引き続き基本特性の測定（After Pulse, etc）
○NoiseRate/Pixelで64pixだけずれる原因の考察。
○CrosstalkとPixel数の関係を更に調べる。
Back Up
Threshold Curve 比較
Threshold Curve (-Vbias = 71.5V)
その他
↑写真を元に作成した配置図
測定に用いた回路図