LTARS(LTARS2015で継続）

メンバー

中村　正吾（代表：横浜国立大学）
岩崎　裕也（横浜国立大学）
長谷川　琢哉（IPNS KEK）
坂下　健（IPNS KEK）
池野　正弘（IPNS KEK)
内田　智久（IPNS KEK）
田中　真伸（IPNS KEK）

概要

　低温環境での多チャンネルストリップ読み出し用エレクトロニクスの集積化に関する研究開発である。目標は、集積回路内で信号処理を行い出力することであるが、まずはアナログ信号を出力できる多チャンネル集積回路を製作する。

なお本研究は液体アルゴンTPCのためのフロントエンド回路での使用を主な目的として開発された。

Cold readout electronics for liquid argon TPC detectorのプロジェクトページ

機能・特徴

LTARSは低カウントレート、入力信号が数万電子数以下、SN比は最小信号に対して10以下、アナログ出力を持つように設計された。検出器容量は<100pFを想定している。チャンネル密度は１チップ8チャンネルであり、5~8chには放電に対するプロテクションをチップ内部に設けるため、さらなる低雑音化を狙うのであれば取り去ることが必須である。アナログ出力は10pF（プローブ相当）の負荷容量をドライブできるようにするため消費電力が大きい。消費電力を減らすにはアナログを出力せず内部で処理してしまう必要がある。（現在全消費電力の60~70%をアナログドライバで消費している）なお低温動作するために、飽和領域で用いるMOSFETのしきい値電圧の変化に注意し、電圧余裕を取る事と、ドレイン電流の変化に注意し、回路内で用いた電流源にカレントミラー回路を組み込んだ回路構成となっている。ASICの製造プロセスは、UMC社の0.25 ミクロンアナログ集積回路プロセスである。

リソース

回路図、レイアウト（NDA締結後オープン）
プレゼンテーション等(合意がとれた物を公開する）

図・写真等

測定結果等
常温評価の結果を以下に示す

以下はLTARS常温評価用テストボードである。