在光倍增器中确定自热
Erika Garutti1, Stephan Martens1, Joern Schwandt1
1Institute for Experimental Physics, University of Hamburg, Luruper Chaussee 149, 22761 Hamburg, Germany.
Sensors (Basel, Switzerland)
|May 11, 2024
概括
辐射损伤增加了光倍增器 (SiPM) 暗电流,导致自我加热. 这项研究量化了由于功耗和热阻导致的SiPM温度升高,从而使工作电压调整成为可能.
科学领域:
- 半导体设备物理学 半导体设备物理
- 电子产品中的辐射效应.
- 在光电子学中的热管理.
背景情况:
- 光倍增器 (SiPMs) 的辐射损伤显著增加了暗电流.
- 这种黑暗的电流会导致耗电和自我加热,降低SiPM的性能.
- 了解和减轻自我加热对于可靠的SiPM操作至关重要,特别是在辐射环境中.
研究的目的:
- 为了研究和量化SiPM中由增加的暗电流引起的自我加热效应.
- 分析SiPM温度,功耗和热阻之间的关系.
- 提供一种基于自热效应调整SiPM工作电压的方法,并评估热接触.
主要方法:
- 在不同的基板 (Al2O3,柔性PCB) 上使用KETEK和HPK的SiPM开发了一种测量周期.
- 通过将组件连接到探测站,直接或通过定义的材料层来改变热阻.
- 使用LED来控制照明和功耗,测量SiPM电流以通过校准曲线确定稳定状态温度.
主要成果:
- 量化了SiPM温度的增加作为功耗和热阻的函数.
- 建立了一个校准曲线,将SiPM电流与其稳定状态温度相关联.
- 证明了基板材料和热接口对自热的影响.
结论:
- 该研究提供了一种方法,以基于功耗和热电阻来确定SiPM平稳状态温度.
- 这允许对工作电压进行明智的调整,以补偿自热效应.
- 该方法适用于评估包装SiPM的热接触.
