Upload
others
View
0
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
�������
PSpice ������� ������ ����� ��������� � �!#" $�%&#' �#() *+�#� ,-�— Simulation of the APD Readout Circuit by PSpice —
. /0�12�13 4�2�5#156�7�8�9 :;< =?>�@�AB#C
1179058 D D�E F�GHJI
15 K 2 L 10 M
NPOQSRUTWVYX[ZS\U]S^U_Y`baUced[fUgShWiUjekYlnmSoUprqYsnteu[vewWx[gShYy[zS{|e}n~W�U�euY�U���[fWgUhS\U]S�Y�b�U�Yy��Y�SuU�U�W`[�S�U�e�U�UuW�U�S�[~S�� �b�������bd�f[�W���S���W�� ¢¡�y�£r��dbc�uS¤�¥W¦�§�¨e¥�©Wª
(PWO) «�¬�®Y¯Y°Y±³² ZY¤[Zr´U�UuS�e�[�[µYq � �PWO «Y¬ `U¶U¦�·UV+�U�bdU�[¸UhS¹ hexYºb� ® gUhe´[»W¼+���U½[fSgWhY�e¾n¿URSTUVrX[Ze`[À+Á�d «r¬ kelnpYqesteu[ÂW¸UÃey[~U�S�YubÄY�[fSgShY�bÅURUTSVYX�ZYy[~W�U�euY¾��U�U�WuU�e�[��ÆÇ x[ÈUÉ «Y¬ krlnpYqesntYu[ÊSËYx[�WÌU¸Yy�ÍUÎY��¸ hSÏSÐUÑY��ÒUÓYqb���Y�k��Ôf ®WÕ ���bÖ�×��ru ÕWØ f[ÙÚ�Ûc�¸WÜ�hr����u
APD(Avalanche Photo Diode)´�ÝSÞ¢�S�bdbßràrlÔtruW�APD
ÒSÓ�qe��`eá�u «�¬� ®e¯r°r±Ô² Zr¤bZr�bfâ�W�ã³ä Vr�[åSæUçUèSÉYyWé[cYd�fUêSëW^U_U¹SìU�SÉ � `bíUî�snte�[^Uïr�Ux�cY�Ysl�`bfWðU×r��QSñSòWóAPD
ÒUÓeqr��ô�õWöe´�÷SoW�eue�,QWRSTSVeXbZS\S]W^S_ø�ù `�¾Ôf��SÙ��
PWO «�¬ �Ûú�Ó Ø�ûbü ��ýbþ�É ��ÿ �bÀ ×�xrºÛf�������x���Ze¾���Y�� UuS���W�S�Y�U��f+�b�APD
y�×ScYdb~U�S�Yu��Y�����S�U�+�S�[dbfAPD
ÜWh�k�lb� ������ ybÒ�Órq�� ôbõ�`��Ú� PSpice�³c�� h�ô�õr¶��! ã Z¤�Z�"�»���d�¶#�� ã Ze¶%$Ô¥�y�&('��W�*)�`�f
APDk�l,+�l³t�u ��� y�Ï�-S�u�. ±�/ ¥�.UyU��0+�U�b�Uô[õY`��+�
, PSpicey[×UcYdUôbõY��1UÜUh32S�[��4Uæ�S¶��� ã Zr¶5$³¥Wy�åSÓY�S�
i
61 7 8�9 1
62 7 LHC (Large Hadron Collider) 2
63 7 :�;�<#=�>@?#A�?CB�? 4
3.1pS¼�D��³µeq �
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
3.2¤S¥W¦S§�¨e¥b©Uª «e¬ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
3.3¸ hSÏSÐSÑ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
64 7 APD 9
4.1 E�FHGJI�K�L ZNM . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
4.2/�O�P ¥S¶�Q%R E�FSGTI�K�L ZUM . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
65 7 PSpice V�W�X�Y#Z�[�\�?#Y5]@^ 15
5.1 PSpice . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
5.2. ±@/ ¥�.S¶��� ã Zr¶5$³¥
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
66 7 _�9 22
ii
2-a LHC (Large Hadron Collider) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2
2-b ALICEµeq �
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
2-c Lead-tungstate . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
3-a¤S¥W¦S§�¨Y¥b©Sª «e¬ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
3-b�SmWo
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
3-c γpeq
(1) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
3-d γpeq
(2) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
3-e»S¼WgShe`Yábu ® ¶�`#anZ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
3-f¸ hSÏSÐUÑ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
3-g PWO ®r¯e°e± Z ² Ze¤bZ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
3-h PWO ®r¯e°e± Z ² Ze¤bZe��bW] . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
4-a në
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
4-b pë
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
4-c c O K / § . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
4-d d O K / § . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
4-e E�FHGJI�K�L ZUM (1)(1) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
4-f E�FHGJI�K�L ZUM (2) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
4-g APD(1) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
4-h APD(2) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
4-i S8664-55 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
5-a OrCAD Capture . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
5-b OrCAD PSpice . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
5-c. ±@/ ¥�.���e
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
5-d. ±@/ ¥�.Uôbõ#f
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
5-e JFET g#h . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
5-f JFET g#h �[ò�i . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
5-g�-�j
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
5-hÏ�-�je��ò�i
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
1
1
QURWTUVeX[Z�k K�L ¥[iSjU^S_Y`�lWcYd�mUoSpYqrsntYu�¸Uhe�[RWTUVeX[ZYy�m{�áU}Ô~U�S�YuY�S�[�b\U]�n�oYy�p+lbàUu�qY��rSÎY`�k�se�U�UuS�[QWRSTUVYX�Z��k K�L ¥�t�uY´�iUjW�YuY�³fUQ�vWQ�wU{e�[\�x�yY´bmUo�sntSf+�b�[\�x�y+á#z¸UhY´[peqYsntruU�e�[�[peq[¸UhYyb~U�U�euY�U�[`eáCz fSiUjY��{��|�}U¹SQ�vQ�wU{r�[\�x�yY��~�j����Yy��Yue�U�b´Uq��euU��)Y`bfU\�x�yC~�jr��� L ZC��¹¦�VUZ L ¥UkelnpeqYsntru[¸Uhey[~S�U�Yur�U����� F Z���R ¦�VWZ L ¥�. P ��(QGP)
m�or�����r� ��¿ �bx�u �W� ´���ÚsÛt dbc u��*� �bf*n��Wf�� Z °���� bh��S���SÉ��(CERN)
�����ÚsÔted�ceu�êSë��UM ° ¥���� �(LHC)
`�l��Wu�k KL ¥biSjS^�_e�S�bf á#z Q�vSQ�w�{�|�}rkel���¸Sh ��� y�+eue�W��´���ó��bxSuS����Sf�¸She��µrq � �S��dW��f �U�CERN
����ÂÚs³tSf��S�r�W�� Ú¡�y�£r�SdceuW¤S¥S¦U§b¨e¥�©Wª(PWO) «r¬ y[×Sce� ®e¯r°e± Z ² Ze¤�Zr´S�SuW� PWO ®Y¯Y°e± Z ² ZY¤[ZY� PWO «Y¬ `U¶U¦[·WV+�U��d[¸UhU¹ hY�ráC�nx ® ghe´[»W¼U�euY�nfS»W¼UgUhe�[RSTUVrX[ZY`�À+Á��[¸Y´bpYqesnteuU�Y�b� «Y¬ ��¸SÃry�~S���eue�W��`eá(z »W¼SgShr�bÅSRWTSVeXbZryb~S�S�rue¾b�W�S�SuW�*n��Sf
«e¬ �bÂU¸SÃYy[~S�U�ru����+�U��d[¸ hSÏUÐUÑe´����Y`�ÖU×+s³tYdbcYuS�Y��k�³f ®WÕ �U�[ÂS¸UÃY�b~U�ey�&��³`U�W��'SdS�[fU¸ hUÏUÐSÑY��� û z³`[Ù��nc¸�ÜWh��W��u /�O(P ¥�¶�Q�R E�F�G R I�K�L Z�M (APD)�bÖ�×r´ ß�à�lÔt�uW��n�����W��
APD`eá�z Â�¸WÃryb~��W��u ®�¯r°e± Z ² Z�¤�Z��b��� ã³ä V���^S_çSèWÉ øSù f êUëW^W_S¹SìW�WÉ � `�íSî¢s³tr��^Sï��Sxr} f ðU×���QSñSòWó
APDÒSÓYqr�[ô�õUöY´�÷UoW�UtC¡�QURSTUVrX[ZU\S]U^S_ øUù `Y¾³vYwSxbñ�¢e�U�[ÀS×´���e�� SuW��W�S�e�W��fAPD
y�×WcedPWO «r¬ ��Â�¸SÃeyb~S�S��uS�W�S�������S�Ú�S�d[f
APDÜUhYkYl�++lntYu[ÊUËex ������ y[ÒSÓYq[�Yô[õY`����[d PSpice
�nc� heô�õ�¶#�� ã Ze¤�Zry�"�»��³f ò�iry�å�Óed�cruW�*)e`bf APDÜUhrkrl��
��� y�Ï�-U�ru���£�¤e¡��Sôbõe`����bd�1SÜWhe��¥Wæey[µ��W�euS�S�bf PSpice`á�uW¶#�� ã Ze¶5$Ô¥Sy�åUÓe�W�
2
2 LHC
(Large Hadron Collider)
Fig 2-a: LHC (Large Hadron Collider)
E P ¥S§e�[§ K §S��¦�§e`�¨�©W�eu#�nZ °���� bUh��S�U�SÉ�� (CERN)`�lUcd�n���ª�«Y�W�[êUë��UM ° ¥[iUjSë���� �
(LHC1)�[f�rUÎY`[QUcWRUTUVYX�ZY`�U��¬ gUhYy����U�YuY�U�[´���+sntYd�l�z f gCh ´ 27km
� cS� �U�U�UêY�gSh���� � �bxSuS�
LHC ¯®±°³²³´¶µLHC
`W�*�4¿ �(· Z�¸*¹�º�» ´W�¼z f ��� � ��1 ^�_ ¦ VWZ�.�` á�z�½ � ¦ §g h �*¾�¿ ¹�À���o�Á ]� ��µ�� f
OGP¾�¿ � c�' � vUw�x ^ _ ´*& û t u �
LHC�*& û t u!��Ã��âx ^ _ � ð × µ q � y�× c uATLAS (A Troidal LHC Apparatus)�
CMS (Compact Muon Solenoid)f*k K�L ¥ i�j ^W_ ��� � ALICE (A Large Ion
Collider Experiment)f
B-Physics�W�����
LHC-B�W��u��S�b���W��¾,�W���¢�@rÎ�`�Ä�Åe´��WuS���
ALICE�W��uS� �b��^S_��S��QWRWTWV�X�Z���k K�L ¥bi�je`
1 Fig 2-a(Æ�Ç�È�É [6])
3
á(zQGP
��m�o�´���ÚsÔtrd�lSz f p�qesÛtru�v w x�gSh�y�~��W�rur����`�á�z���[\�x�yY��~�j����Y´bò Ç �� �+YuS���W�[f�Ê�ËC�Ux�Ì�Í�Âe`Yá�uY�nfη � ¦O ¥UkYl�l�l+á[�10[µs] Ï ��Ì�ÍY��rUÎY`[Q�vUQ�wU{Y��|�}Y�U�3z QGP
´�Ð����dbcr�r�³ßràrl³t�d�ceu�� ���W�S��fQGP
y�mWoÚ���W�����ey�ò Ç �rue�����Ì�Í�ÑSmY��Òry�ò Ç �eu�qY�e¾@rSÎe`�Ó#Ô�ÕScÚ¾��e�@ÖeàSuU�
ALICE ¯®×°C²³Ø±ÙÛÚ 2
Fig 2-b: ALICEµeq �
Fig 2-c: Lead-tungstate
Fig 2-b`�ÜU�e�U�
ALICE^W_Y`�×Uc�lntru[µeq � ��Ý�sY�S�UuS�Y�b��µYq �Þ��Sx�kS�r¾@�S�����,w�ßex�Ä�à�´S�Su��S��f
QGPmSo���á�âexW¶W¦�·�V��bxWuã�ßU¸UhYy[~U�S�YuU�U�U�
Photon Spectrometer (PHOS)�U�UuU�
PHOS�U¤U¥¦U§[¨e¥[©Uª «Y¬ (Fig 2-c)
y[ÂU¸�e��U�[� ®Y¯e°Y± Z ² ZY¤bZY�U�Su (¤U¥U¦§�¨r¥[©SªS¹ ®Y¯e°r± Z ² Ze¤bZe`[¿ScrdS� Ï `�ä�åeu ).
�U��fPHOS
�#·nZ¸�ær`��¢��d�ç�è���Ð����Ûf iSje`eábu�ã�ßS¸Sh(é��W�Sxr} fπ0.η0
´�ê�ëÚ�bdS� S�b¸Sh+¾�pÚl�àSuW�
2 Æ�Ç�È�É [6] ì�í
4
3
QURUTWVYX�ZU\S]U^U_ry�&S�Tqe�[fUiWjSgUhekYlnmWoUpeqYs³tYu[pW¼�Dey[µeq��ubp�¼�DWµ�q � ��rWÎ `�k�s�x�î�ï�y�ðñ' d�c�u ���W��f�n���ÖW×¢s trd�c�ubp¼�DWµeq � ��ê�jSñe��bSh��òR ÜWgShS^S_���ñ�¢ekelÔmWÓrqes³tedbcru1���b��ó�S��)Y`biUjSgUhekYlÔpYqYs³tYu�pU¼WgUhe�[RUTSVYXbZYy�~U�U�eu ®Y¯e°Y± Z² ZY¤bZe`�¿Wced�ä�åYuS�
3.1 ôöõø÷ ù¯ú "üû��ýr`�pS¼�De`S�bf�¬ gWhe`eá�ubpS¼�D (¬ gSh�ÁWpS¼�D )
��r�¬ gWhe`á�uY¾b�(r�¬ ÁSpS¼�D )
´S�3z fSê�þW�Yue� ø�ÿ �eá#�Ô`UxSu2�
¬ gSh�ÁSpW¼�D { Q�� hk�¬ gShr�¬ ÁUpS¼�D { ® pS¼�D��ÁSh�D��t��bte��pW¼�De`rº[�eá#�Ôxe¾��S´��#��tedbceuSkWy�ä�åeur�³f��� :�� bâh�� � ê�ë ` áñz m o s t u f�R�� � ¬�y� �' � ä Z ¤ gâh ( β+, β−
)¹��e�����e��mUoÚs³teubRSTSVYXbZeye¾�'S� h�D ( e+, e− )
���� :���� ���SÀe`eá�z mSoÚs³teu / V E�� gUh ( α )
f���h( p )
l+á��e�W���� ¬ry� C'����SgShr�:�;����� bWh��"!�er��#�$Sf��Sh#t�ue���SÀr`eá#z peqesnteu�%S¥���D ( γ )
�&�' �� bSh����SÀe`rá#z peqrs³teubRSTUVeXbZey� �'S�S��ÁSh ( n )
��eáC�)(r¾[�S´�*UuS�[pW¼�DSµYq � �Y�Ôt+l��[gUhe��+�,�¨�©�,�-�.�/�0�1�2�34�5�687�9�:�;�<�= (�>�?�@8A�@�B�C�D"E�F�GIH 7�JK FML�@�N�O�P�@�Q ; ,�R�.�/�081�2�S�T�U�V�W�X�Y�Z�H�G�[�R�\�R�]�^�@�_`�a�bIc�@�d�e�3If 7�g�; ��h�(�i�jIk�0 ; * 7
γ, e−, e+@I-�.�/�0�1�28B�l�m: Y 4�5 E)F�G�H 7�J K @�n�o�(�N�O�S�T�@�.�/�0�1I2 4�5 3�pqo)Y�[�D�r�s�t
1 u�v�w�x [1](p24) 2 uyv�w�x [2]
3.2. z�{ j�|�} {I~������ 5
3����"���I�����(i {��8� 2�i�� { ����� )
B��"�IG�H 7�J K @�� ; [�S�T�U�VY�Z�H8G�����E�F 7 N�O�S�T�@�-�.�/�0�1�2�3 4�5�6�7 ����@����8�����2���2z 28Y���H�GI��� 7�J��� �¢¡¤£��¦¥ �¨§�© ª�« ¬®
3
D�r�s�t�3������I��������[�N�O�P8Y�n�¯�G���°���E�F���r�T�3Ir�T�������Y± ��,�²�³ : Y���´�µ�¶�·���G�¸q¹)� 6 A�@ ;�º�7�J¼»¤½ ,�N�O�P83�r�T�Y�¾�¿6�7 c�À ;¼º�7 BI,ÁN�O�S�T�B�_¼`�Q�3IÂ�à 6Ä7 ·IÅ�@�.¼/�0�1I2�@�Ƽc�3IÇ�H�,Ç�¯���.�/�0�1�28Y�È�É�G�r�T�B�N8��E�F 7�J K @�n�o�Y�.�/�0�1I2�B�D�r�s�t·���GIÊ 4�;�Ë�7 _�`83�i {���� 2 z 2�·�Ì�Í J K @�i {���� 2 z 2�·���G�n�Î��HML�F 7 _�`�Y�[NaI(Tl)
,CsI@�nÄo�Ï�Ð"�IÑ {IÒ�Ó 08�M� ����Ô LÕÏ 7IÖ�×i {��8� 2 z 2�Ø�Ù�Ú�| ��Û�Ü 3���������Ý × i {��8� 2 z 2�B º�7�JIÞ Y�,�i{��8� 2 z 2 Ô L)N8��E�F 7 r�T�3IÊ 4�687�ß�à8;�º�7 BI, 1944 á Y�r���T�â�ãä
(Photomultiplier Tube,PMT)B�C�DMEyF�,ÁD�r¼å�3Õ��´ : Ï�µ¼¶"·��ÕG�Ê 48;Ë�7 n�o�Y�Ï�¯�� J K F�n�¹æ,�i {��8� 2 z 2"·)r���T�â�ã ä 3Iç�è�é�ê 7 K ·; N�O�S�T�@I.�/�081�2 4�5 BIp�é�F8G�H 7�J
3.2 ëíìïîñðóòôìïõïöñ÷ùø
Fig 3-a: z�{ j�|�} {I~����8�ú l: 20[mm]× 20[mm]× 200[mm]
û�ü ; ������N�O�P�3�r�T�Y�¾�¿ 6�7 D�r ú ·���GI,�²�ý�C�D�EyF�� z�{ j�|} {�~������ (PbWO4)B º�7�J
Fig 3-a@8n�o�Y
PWO ��� [�þ�ÿ�Ï Ö�× ��� ;º�7�J3 u�v�w�x [1](p35) � u�v�wyx [3](p82)
6�
3� �����8��� 2���2 z 2
PbWO4 NaI(Tl) BGO CsI(Tl)]�^[g/cm2] 8.28 3.67 7.13 4.53a���D�r�å
1 100 15 10 � 40�����[ns] 5 � 15 250 300 565N�O��
[cm] 0.89 2.59 1.12 1.85 � .�0����[cm] 2.2 4.5 2.4 3.8
Table 3-A:i {��8� 2 z 28@���
���Table 3-A
[I, n�Î��¼H�L�F 7�Ö¼× i {��8� 2 z 28@�]¼^�,¤a��¼D�r¼å�, ����� ,�N�O���, �.�0�����3��"���8A�@ ;�º�7�J�Ö�× i {���� 2 z 2�[�Ý × i {��� 2 z 2�Y���� 7 ·)]�^�B�R�Î,���T���¶�@�� Ë Ï��� Ô L�Ï 7 @ ; ,¼_ `�Q; @�.�/�0�1�2�!�Ç�B�� Ë H�@�B���" ;�º�7�J K @�Q ; APWO � � [�#�Y�]�^B
8.28[g/cm2]·�R�Î�n�¹%$�Î�@�.�/�0�1�2�3�r�T�·���G�&�L(' 7 K ·�B���) 7�J» ��,�N O���B0.89[cm]
, �.�0�����B2.2[cnm
·+*�@�_�,�Y�����G�-�E)H����.�/�081�2�3�-�E�Ï�.�/�Y0�É+1�� 7(2 B ;�Ë�7�J ����� A43�5�Y(6�H J�78"·���G�D¼r�å8BNaI(Tl)
@1
100
·4-"E H K · ;¼º�7�J K @¼���I,PWO ����Ô LN���EyF 7 r�T�3�n8¹%9�^"n�Î 4�5�6�7 K ·�B(:�h ;�º�7�J
;�< «>=�?Fig 3-b
Y�� 6 n�oyY�,�R�.�/�0�1�28@γB
PWO ��� Y�@�O 687 ·γ + X −→ X + e+ + e−@�n�oyY���T�AI��T���BI���(�����
)EyF�,
γ@�.�/�0�1�2�[I��TCBDA���T�@�`å"·FEG¼.�/�0Ä1�2�YÕ¾�¿MEyF 7�J » �I,
Fig 3-c,
Fig 3-dY º�7 n�o�YH�����MEF�����T�Ø�AI��T�@8n�o�Ï�I���S�T�[�_,�Q ; 9G�N�O�Y�n�¹
e− + X −→ X + e− + γ
e+ + X −→ X + e+ + γ@�n o)Yγ3�N���� Ï�B�L .�/�0 1�2�3¤Ç8¯�G�H®Î J
PWO ��� Q ; [JI���S T@�9�G�N�O�·4I���S�T Ô L�D��"��� γY�n 7 ������B�K�L8Y�M ¹%N"E)F�,�$O�@
γ, e+, e−B�����EyF 7
(Fig 3-e)J K @�s�t8[���|P�2CQ i�R�S)2�·�ÌT�F 7�J ELÕY�,U@�O����
γ@I.¼/�0Ä1I28BI�¼�"E F8�IS�TÄY�À�VMEyF 7 ���Õ,
1S¼T º �"¹@�.�/�081�2�B�W�Î�Ï 7 ·),�S�T�[���T8@��X�ØZY { Ù\[ {�]^ Y�n�¯�G�.�/�01�2�3�Çį�G H Ë ,�Ç8¯���.�/�0�1�283�i {���� 2�iM� { r�·���G�Ê 4�6�7 K ·B���) 7�J
3.3.r���T�â�ã ä
7
Fig 3-b:�����
Fig 3-c: γN��
(1)
Fig 3-d: γN��
(2) Fig 3-e:@�O�S�T�Y�n 7 ����i�R�S�2
3.3 _a`cbedgfihFig 3-f
[PWO ����Ô Lyr�T�3�j�°�� 6 ����Y���H"L)F 7 r���T�â�ã ä @�kl;�º�7�J r¨��T�â�ã ä @�b�c�[�r���m�·yâ�n�c Ô L�Ï�¯�G�Zq¹po�@�O�����r�T�Br���m8Y º � 7 ·�r���q�r�Y�n�¹ ��T8B�N���E)F 7�J�» ��o�ân�c8Y�[�R���s�B
Ô�t L)F�G�Zq¹uo K @�c�À ; ��T�B�v�w�E)F�o¼� T�O�B�â�ã���G�H�Î J ²�³ : YK @Iân�E�F8����T8B�x�@�y�08|��sM·���G��(z"E�F 7 A�@ ;�º�7�J
PMT {}|�~����>������� £�� £�� £Fig 3-g
[ K F »�; YI�����PWO ��� ·�r���T�â�ã ä 3�ç�°�è�é�ê8�����8���� 28��2 z 2��� × @�kl ;�º�7�J��������� 2���2 z 2�[ PWO � � Y�@�O��I��S�T�Y�nI¯�G¤N8��E)F���r�T�3r¼��T�â�ã ä Y8n ¯ G��¼´�µ¼¶"·¼�IGÕ¸ ¹ � 6 A�@ ;¼º�7�J
PWO �Ä� [�@¼O��I�S�T�@I.�/�0�1�2�Y�È�ÉIG�r�T�3�N����Fo�r���T�â�ã ä Y�n�¯�G�y�0�|���s�Y�¾¿"E)F 7�J K @�y�08|��s�@��I�å8[�â�ã ä Y�@�OM����r�T�å�Y�������G�H 7 �� K F�3 4�5�6�7 K · ; @�O"�I��S�T8@�.�/�081�2�3(��� 7 K ·�B���) 7�J
8�
3� �����8��� 2���2 z 2
Fig 3-f:r���T�â�ã ä
Fig 3-g: PWO��������� 2���2 z 2 Fig 3-h: PWO
���Ä�Ä�8� 28�Õ2 z 28@��
9
4 APD
û @I� ; ���������8�����2���2 z 2�@�j�°����IY�[�r���T�â�ã ä B���H�L�FG�H 7 B�o�����@�Q ;�� oD��èo�Â�5�@�r���T�â�ã ä ; [����Ï�j�°�����B ;�ËÏ�H J Å�@�����o�����Q ; A � � ;�Ë�7 j�°���� ß�à B���h�·�Ï"¹�o�����@�Æ��·���G(��'�L)F 7 @�B(@�O�����r�T�3I��´�µ�¶�Y�¾�¿ 687��� [%�(����2CQ ;�º7¼JJ��� [��(���¼2�Q @¼Q ; A¡ = [(¢���H¼r� �T ;¼º�7 Ó(£ Ú { i�¤¥B ��� [�����2�Q(Avalanche Photo-Diode, APD)
3�¦�§"��� J K @�� ; [Ir�T83I��´¼µ�¶·��IG�¸q¹�� 6¨ ç�°�Y���H�GI��� 7
4.1 ©aª «¬C®a¯c° ±»Õ½ o¼[8ÉÕ�¼YIr¼TÁµ�¶Ä3I�¼´Áµ¼¶8YÕ¾�¿ 6Ä7 ���¼@² �T ;�º¼7��³� [´�²���¼2Q @IƵ : Ï(���YI��H�G����8��H J
n ¶�·�¸�¹ º p ¶�·�¸�¹ 1
»��(¼ ú ;¼º�7SiØ
Ge@ ��� [���¾½ { QÀ¿ ��� d�e83��ÕG�Z ¹�o s Á�ÂY
2 à o p Á� Y 6 à oJÄ 8 à @���T ;�Å Ý � è8@ Á� B(Æ8��E Fo K FML�@HÇÈ��T8[0�È�d�e"·�Ï�¯�G�H 7�JK @���¼ ú �8� Y�É�ÎFÊ�å�@ »ËÌ�_(Í '�T P)
3 » �8� @�Æ�cM·+Î Ë ¿'�����è�3���' 7�JSi[
4 à @�Ï���T�3IÝ 6�7 @�Y��M� P[
5 à @�Ï���T�3�Ð�����(oP@�Ï���T�@Mo+Ñ
4 à [Ò�¹ è o Si·�@ Å Ý � è�Y � é�F 7 B(Ó ¹�@ 1 Ã[ � è�Ï���T"·�Ï 7 K ·IÏ�Î�¸q¹%Ó"E)F 7�J n�¯�G(Ó�E�F���Ï���T8Y�� 6�7�ÔÕ[�ÖMÎ×oÙØ�Ú�Y(G Ë�Û�7 K ·�@ ;�Ë�7�Ü ¼���TM·�Ï 7
(Fig 4-a)J K @�n8o)Y »@�Ë�Ì�_�3�v�'�x�@���I�3�Ð�����T�3I��´ Ü ¼�@�Ý ú ·�������¼ ú 3
n¿���¼ ú·)Hqo J�Þ Y »���¼ ú Y »�@�Ë�Ì�_�3�v�' 7 ·+oË�Ì�_�@ » éM¹ ; � è�3�ß��E)ê 7 ����Y�[
1 à @���T�B(Ë�à 6�7�J K @�����oË�Ì�_�[ »��� �@�Ï���T3�áq¹�X���G � è�3�ß��M��n�o�· 6�7�J n�¯�G���T�B�á ¹%X"E)F��(��â�[���Y�ã�"�IGä�2�0�B���É4o K F�BI��´ Ü ¼�@�Ý ú ·�Ï 7�J(Fig 4-b)
K @�n8o�Y »ËÌ�_�BI��T�3�å t ¸ 7 K ·�Y�n�¹��É 7 ä�2�0�B���´ Ü ¼�@�Ý ú ·IÏ 7 ��¼ ú 3p¿���¼ ú ·yH o J
1 u�v�w�x [4](p25-27)
10�
4�
APD
Fig 4-a: n¿
Fig 4-b: p¿
æ�ç>è £ é2
ê8YI��ë8�p¿��(¼ ú ·
n¿¾��¼ ú 3�ì¼è
(pnì�è
)�Õ���(¼ ú�í £ ��|�YI��HG���' 7�J�»�½ o
pn � è í £ �8|�@î(ï�Y��s8B�-"Î Ôt LyF�Z"L ½ðñò�óôY º�7 ��è�op¿�.�/�Y�[ä�2�0�B�o
n¿�.�/�Y�[���T�B���õ 6�7�J
pnì�èö�ý@H./ÄYIZ¼H8G�[�äÕ2¼0"Ay�¼T�AF��õM�ÕÏIH�÷ø�ù�.�/ÄB��¼�ME F 7¼J�» �Ho
p¿./�·
n¿�./�@ Y�[I��ú�û�ü�B º ¹
pnì�èm83�Â"��G�[��ý8B�ý�F�Ï�H J
Fig 4-c: þ£ � Ó | Fig 4-d:Þ £ � Ó |
Þ Y K @ í £ �8|�Y pn � è�@ p¿�./ÄB��o
n¿�.�/�B�xM·�Ï 7 n�o�Y���s�3v�' 7 � è�o���T�Ø>ä�2 0�[�ÿUv�� s�Y n�¹
Fig 4-c@�n o)Y�� ú�ûUü�3���' Gä�2�0�[
p¿.�/ Ô L n
¿�./���o���T�[n¿./ Ô L p
¿�./��"·��@"EyF 7�JK @ � r���@�EyF ��äI2¼0¼Ø��¼T8Y nĹ p¿�.�/ Ô L n
¿�.�/8YÕ��ýÄB²ý¼F 7¼J K@�n�o)Yp¿ Ô L n
¿8Y� t G��ý�3(ý 6 n�o)Ï���s�ÿ�v�@ 2 3 þ ß � £ � Ó |·�Hqo J2 u�v�w�x [4](p60-64)
4.1.��� [%�����2�Q
11
Þ Y�o K @ í £ ��|�Y pn � è8@ p¿./8B�xo
n¿�./�B(�"· 6�7 n�o�ÏI�s3�ÿ�v 6�7 ·
Fig 4-d@ n�o)Y�ä�2�08[���s�@�W�H ß
( )Y�o���T�[���s�@�R�Hß
( � )Y� Ô F�G���T�Ø�äI2�08@��õM��Ï�H÷�ø�ù�./�@(n�B�â�' 7 @I° ; o ð �� EyF������@�Ê�å8@���T�Ø�ä�2�8Y�n 7 ��ý���Ç8[�ý�F ½����687�J K @�no)Ï ß ��@���s�ÿ�v�@ 2���Þ�ß � £ � Ó |�·�Hqo J � g @�n�o)Y þ ß � £ � Ó |; [���ý � ý 6 B(o Þ�ß � £ � Ó | ; [I�ý � ý�E�ÏÕH pn � è�@H �T � �(�����Q�·yH o J
����� æ�ç>è £ é «>=�?3
K�K ; [IÆ�µ : Ï ��� [ �������Q@�����Y���H�G���ë 7�J�� [%�������CQ[��(����� Q @IƼ> ;¼º ¹po � �8Y º � ¯¤G�[ Þ¼ß � £ � Ó | ;(� ��EyF 7�J �H���� Q @���èopn � è�@Ic�À�Y��� ã�n (ε)
n8¹�A4� Ë Ï"!�#��%$"�(h̄ω > ε)
@r�T�B(@�O 6�7 ·���T8[ Ü ¼ ú � � E)FÏ���Tã�Y�[�ä"���B����ME)F 7�J K@���TM·�ä&����[�L�H8Y�÷�øù�@��'�Y8n�¯�Gä&����[p¿./�Y�o���T�[
n¿./8Y�v�w"EyF��ý � �"É 7�J
Fig 4-e:�� [��������Q
(1)(1) Fig 4-f:��� [D�(����Q
(2)
Æ�µ : Y�[ �� [D�H���� Q�·��IG�n�Î ��H"LyF 7Fig 4-e
Y�� 6 n�o�Ïpinde � A)�
PIN�� [%������QB º�7�J
(i.�/�[�&() ú @�.�/ ;�º�7�J
)K @�� [D��������Q @�*m�Y�r�T%+�@�,�-%.8·0/�1
p+ù"·
iù%2�3"46507�Ï+98":;=<�>�@"�@?�1�ÎBAC@D � D�E�F=D�3"4=G�3�E�H�O �
αo&*�m%I98@D@J65 �
x K -. K o∼ e−αx
<"L1�o�MX1/α N�O%P 2�E�F�G�3"4Q5�7�R�+%8TS�U K �%V�8�7%.A%C�D&E%3"4<%W&X�?
Fig 4-fD%W9YT<��<
iù%D�ö�Z92&[�F%+&\�]�^�<"_`6507a%b�cd K [
3 e0f0g0h [4](p136-137)
12 i 4 j APD
F%D&k�+�lmn5T7�.�A P�o a%p�qsrut"vwcyxuG�z{�|"}v%~���I�?"��n57=.�D�2@ai ����� :�;=<@l6�@?�1=.@�9��R�[���<9WBX�?�b@c�d9G p+ � {=|���a�[F=G
n+ � {=|"�=�"7=�"7�����507=��A�W�X�?�a�b�c�d K [�F%�@�����n�@?%� P YC K R9��a��;%<"[ �¡�¢ K �"?�£�¤���A9C"D&��;�¡¢%D�|��G n+I%¥
p+|��¦�§ �A�¨�©��&ª�«�¬�Rpqsrut�vwcyxu�"EF���[�¡¢ K �&?�®&¯°%�&±�²¦�§ ��A
4.2 ³µ´ ¶¸·º¹¼» ½�¾¸¿ À�ÁøÄÆÅ ÇÈ�É P ¦�Ê�Ë�Ì o@Í Ê@Î�Ï�Ð=Ñ"Ò É ¦ G�~@}%Ó�Ô�Õ�Ö�×Øp�qÙrÚt@v�w�cÛxÝÜ@±�²Þ�ßà Ê"á�Ð9Ñ"Ë�Ì9Ñ&Ð �Bâãåäåæèçåé�êåë
4
ì ¤ P ¦�Ê&ËÌ o pqírut&v�wcîxuG&ï�ðQ� o EF Ê W&X Ñ lm6ñT¤ o b&c�dK [F�Ü�k�� Ð I Ê&ò�ó W�0ôöõ0®&÷9�I K Ð Y Í Ê �Ü"øù��"���9�Tú�ûQ� ÑÐ ��â��@I9��R��9¥�a�ü�F%ý ¦ l�mnñþ¤ o b"c�d�Þ�[�F%� 100%ôÙõþ®"°=Ü�G@ÿ��ù ¦§ ��aQñ�¥ Ê aï�ð�°��&E�F�Ü������%R Ð�� � Ê G&a������ Ê ®&¯nñT¤%�¡�¢ K ü�F ��� Ê ln� Ñ�Ð ���[ %Ü������ á IR Ð�� ��� § �â�� ì ¦ a�E�[F������9Ü�W%Y Ê �������������"a�����R"E ¦�! ® ¦ ����W%Y Ê � o�" ]^�#}�v�����~"}9Ó�Ô�Õ�Ö6× pqsrut�v�w�cyx
(APD)¦�§ ��â
Fig 4-g: APD(1) Fig 4-h: APD(2)
P�$ a Fig 4-gÊ�%�& ¬�R�Õ('�)�Ô
APDÜ�*�+9��,�°�â
APDÜ�ý��.-"E9Ü�ï�ð
/�0.1 ¥n+pπp+ 2 Ð Y3*�+ Ê R�X Ñ�Ð ��â ì�ì ¦ a n+ � - n 4 ÿ�5�6%��76��8P ¤�� ��� a p+ � - p 4 ÿ�5�6%��76�!8 P ¤�� ��� a p � - p 4" ]�^�a6ñ�¥ Ê
π � (p− � )-
p 4 ÿ�5�6��9�����:.;���<�ï6ñ0¤ o���� ¦§ ��â4 e0f0g0h [4](p137-139)
4.2.~&}%Ó�Ô�Õ�Ö ×Ýp�q rut"v�w�cyx
13
Fig 4-h-
APDý��9Ü"[>=%Ü�?�@9Ô�Õ�A@d=� & � o � Ü ¦�§ ��â APD
-�z�{%|}�v9~� ¦ ����°�� o�B a�C Ð n+p�� ��� ¦ -�D�[��9�"lQ�"��â"ª�{a πp+
�� �� Ê�E�Ð�Ñ� ����R&z�{�|"}v�~��&[�F�� 1 ��� Í ¦�G�H%Ê�I�J�K � o D�[� ��� 2 R�X Ñ"Ð ��âì ÜAPD
Ê E�=%�&ïð°�� 2 n+p�� �� -�L�M Ê C Ð Ü ¦ E�=�Ü�N�O�-��R=��a ���>P9Ü@E>=-
π � ¦ NQO6ñþ¤9b�c�d 2 [�=%Ü@k=��l�m�°9��â π � ¦ l�mnñ¤ o [�=-"[�� Ê W"X Ñ ���Qñ0¤ n+p�����9Ü�D�[�� ��� � 2 ï9��â ì Ü ��� Êï%X o [�=�-�R�S Ê�T�U [�V���` ì � Ñ b"cd 2 [�=�Ü"k��&l�m°9�â&l�mnñT¤o [�= � D[�� Ê W"X Ñ ��Qñ0¤�� o�B a ì Ü �� ¦ -R�;&¤�¬ Ê�W AX'T~�����°��â%W�X Ñ a�ï ð�°��&E�=�Ü�������R Ð�� � ¦�� ì Ü W A('T~Ü���� Ê W�XÑ ���.�� Ê [ �¡¢ 2 � Ñ ô õT®"° Í ���ù 2 R��â ì Ü&a%R�;&¤�¬ Ê�W A('~�Ü������"` ì � ��� Ü Í ��~�}%Ó�Ô�Õ�Ö �� 2 Ð Y â
S8664-55 5
Fig 4-i: S8664-55
Y ò�Z E /�[ v.\5 × 5 [mm]] E /�^25 [mm2]_ ��` O −20 a +60 [b ]c û�` O −20 a +80 [b ]
Table 4-A: S8664-55�d�e
f Sg-APD
��� Ð=ÑPWO
�ih=W9õkj=®�ñ�¤=���>:=Ü@E>==��l>m�°9� Ê�§ o õ aÕ('�)"ÔAPD
ü�=(Si-APD)
¦�§ �S8664-55 6
��n�o6� o â Fig 4-i-S8664-55
5 eTf0g h [7] 6S8664-55 p3q!r�s�tvu�wyx�z!{�|�} (http://www.hamamatsu.com) ~���������������
Si-APD ��� ���
14 i 4 j APD
ÜQ��� ¦�§ ��â P�o a Table 4-AÊ ì Ü�ü�=9Ü�d>e%��,�°�â ì Ü�ü�=%Ü@ß�à 2 � Ñ] E /�^ �
25 [mm2] 2���� bör3�������������nW�õy���Qñ0¤ Ñ&Ð ���9Ü Si-APDÜ ] E />^(Table 4-B)
W%õÝ�=� Ð ì 2 ¦�§ ��â�W@X Ñ PWO�h%W=õ3j=®%ñ�¤9�E�=��9W�õ37n� ®&°%� Í �����nñT¤%��â�ñ�¥ Ê a Table 4-CÊS8664-55
Ü����ß�ø���� 2 B�o âSi-APD 4�� Y ò ] E /�[ v�\
[mm]] E /�^
[mm2]
S8664-02K φ0.2 0.03
S8664-05K φ0.5 0.19
S8664-10K φ1.0 0.78
S8664-20K φ2.0 3.14
S8664-30K φ3.0 7.0
S8664-50K φ5.0 19.6
Table 4-B:��Ü��9Ü
APDÜ ] E /�^
Ó�¡"c¢"c: £ :¤�¥�¦�§�¨�©
(λ) 320 a 1000 [nm]ª���¤�¥�¦�§(λp) 600 [nm]«�¬ [�F
Typ.:400 [V ],Max.:500 [V ]��[� (ID) Typ.:5 [nA],Max.:50 [nA]®�¯ ¦��
(fc) 40 [MHz]° =±�²�:(Ct) 80 [pF ]��� ó
(λ = 420[nm]) 50
Table 4-C: S8664-55Ü���"ß�ø
15
5 PSpice
APDü�= 1 ¥�³6¥þ¤=��[��¡�¢9�Q´�¥¶µ=��·�¸=®@° o>B Ê -�¹��=Ü�·�¸=®=����º���»�¼�°�� Í ��½�e 2 ���â%� 1 �Ta ì Ü�W�Y���·�¸�®%�����º�-�~�¾ ¿�À�� 2 #�Á�¢&d������<�ÂQ� o�Ã�Ä � � Ü 2 �� Í ��Å�ÆQñ0¤��â�� o a�»�¼�ÇÈ ¦ ����É&Ü�W%Y Ê _ ���"°�� 1 2 Ð Y Í ��Ê�Ë°�� ʧ o X Ñ.� ��Ì 1 õ��Q� Ê ��¤¶Í>���>Î.ÉQÏQÐ 2 ��X Ñ ����â ì Ü9W=YÑ� � ��a¶)"Ô¶ÒÔÓBc.¢�c Ê.Õ ����Ü _ ��Ö�×-�Ø�Ù Ê ������Q¥��9� 2 � ��Ü����Ü&ß�ø���Ú Ì � Í � ¦ ���o�B aÜÛ"¬Ü������»�¼°%��Ý�±��Þ�ßQ�0a ì Ü j ¦ - Ò�à�á Ü�Û&¬ ¦§ �&a�·¸%®9���� Ê kn� Ñ Ü
PSpice 2 Ð Y0Õâ�Óã0c.¢&c%Ü"]�ï Ê"á�Ð�Ñ�Ë�Ì ��â
5.1 PSpice
Fig 5-a: OrCAD Capture Fig 5-b: OrCAD PSpice
PSpice-&a
SPICE 2 Ð�ä ¤���å��Õ�â�Óã c�¢&c�Ü }c�Á(æ�Ô�Ü&ª á�¦ § õ a[����Þ�ü�=�Ü _ �9��Ö�×°�� o�B Ê�ç�è ¬���P�é�a § � Ð -�ê�ë� ¦¦�ì �� ä ¤ Ñ�Ð ��âSPICE
- � 2 � 2 1970 í %=Ê�î '�p�q�d¶��~�� ç }�c.�ãþv>ï ÊE�Ð9Ñ�ð �1ñ�¤ o � Ü ¦ a���Ü�ñ�aóòiSô�Qõ�ë�Þ¶À"d�c¶ö Ê.Õø÷�Ñ�ð �=��ù B ¥¤ Ñ�Ð ��â ì ¤n¥"Ü�ú ¦"Ò�à�á%¦ -
Cadence� Õ õuï�û ¦ ���
2OrCAD ü�ý�þ Ê1 e0f0g0h [5] 2 e�f0g0h [8] ÿ URL e��
16 i 5 j PSpiceÊ.Õ ��Õ.â�Óã0c�ÕÜæ0Ô
8�&¤9�PSpice
�����6� o âì Ü�ÕâQÓ¶ãTc9ÕXæ�Ô���p rk-"aFig 5-a
Ê ,�° Õ�� �Capture 2 Ð�� �"pírÝÜÕ ÷�Ñ Ê>Ë9��� o Ð ø�����ï�¯�� a PSpice
ÊiÕ õ���Ü>ø�9Ü� ��Ü��=Ü�[>F�a�[ a����[¯�a� o �"¤Q¥&Ü�Ý�±�� K(� Ê�Ë ¦ ���â�� o a9Õ�â�Óã c%ÕÜæ0ÔÜ� �-Fig 5-b
Ê ,�° Õ��0Ê a�w=Õ¿@�)þc¶ö ¦ ��9������� Ñ@Ð � 1 Ü Õ��þÊ�&,nñT¤�Ö�× ¦ ����Ü��&ß�à ¦�§ ��â
5.2� � ³ · � ¹�� � !QÅ ¹ " ·
Fig 5-c:ö('�~�Ô�ö Ò ^
#%$'&%()#Fig 5-c
Ê ,°9Ü�-&£�Âa f S��APD
ü�= 1 ¥T¡¢9��·�¸%®&° o�B Ê � Ð�Ñ"Ð��â�ö('0~�Ô�ö�Ü���� ¦§ �(* 0 �"ü�=%��Ø�+n� o / a , 0 � APD
ü�=�ôsõ.-� /)â ì Ü�ö('0~�Ô�ö�-"ª0/%��1
2 [cm]¦ a
2 [cm] 2 Ü PWO�.h�Ü�ñ�3�Ü���PÊ ��4 � É�O.��� Õ5�TÊ �n¥�¤ Ñ"Ð ��â
6)7åêåë(JFET
é98%:)
Fig 5-dÊ ,�°�Ü�-
,ì Ü�ö('T~�Ô�ö�Ü���� ¦�§ ��â�� $ a����%� o ÷ � Ñì Ü�ö 'T~Ô�ö����Ü _ � Ê&áÐ%Ñ&ËÌ �â
APDü�= ¦§ �
S8664-55-&z�{�|}�v9~�� 2 � Ñ�; < ñ�¤ Ñ�Ð ��â ì Ü�=0> ¦ APD
Ê E�==Ü�ï�ð=�����@¤.Í@aAPDÊ -&[� %�& �¤.� Ð â"E�=%�
APDÊ ï�ð°%� 2 S8664-55 Ü ° = 2
1 ¥ ° =1Ü{%|&��[� %�� �¤�a ° =
2¦ -�?0@ Ê [� %�" ¤ o"Í ÊÕ �"[�F «0A �"l6�"��âÕ�÷�Ñ a� ¤ o [�B�:�Ü�C�D�-�a �¤ o�E B Ê�F�G °���H%Ü d9� 2 � Ñ )"Ô
5.2.ö '0~�Ô�ö�Õ.â�ÓãTc9Õ(æ0Ô
17
Fig 5-d:ö '0~�Ô�ö���5
18 i 5 j PSpiceÊ.Õ ��Õ.â�Óã0c�ÕÜæ0Ô
#%Ô [C2
��In� ÑJFET(U1)
Ü ° =3Ê ï�¯nñ0¤ ° =
3Ü E�J � A ����â���Ü o
B a JFETÜ ° =
1 2 ° = 2Ü�±�Ü�? @9��K0L Ê ���6�
JFETÜ ° =
2Ü E F=�"©M °��â�� o a RD3.9UM
-�N�Ö�¾c�t&v�wcµx ¦�§ � o�B z{�|&}�v�~�Ü 2 �- ° =¶±�Ü E0J O � 3.9[V ]Ê c o ¤=��â�P�Q Ê a RD3.9UM Ü ° = 2
Ü E�J - JFETÜ ° =1Ü E�J Ê 3.9[V ]
�5Q o � Ü 2 ���
JFET8R:åé)S9T%UWV9X%Y[Z%UW\ (
Fig 5-e: JFET¯ ©
ì ¤� ¦ Ü ËÌ�] ö '_^Ô�ö�Ü _ �±²�`�Ö�×°�a ] B OrCAD CaptureÊ�Õõ
Fig 5-eÊ ,�° Õ�� �����`��öõ
PSpiceÊ�Õ aÕ�â�Ó.ãcb�ÕXæ0Ô�`�d ÷0] â��
E�e ì ÜÕâ�Óã�b�Õ æ�Ô ¦ -�Ø�Ù�Ü�ö 'f^Ô�ö ¦�g�h ñT¤ Ñ&Ð a�iuÓ�Ô�Á�j�¢2 ø�k5l�m�n�6�o %0hqp�] âÕ�âQÓã�b%Õ(æþÔ�Ü�ý�²-
Fig 5-eÜ
V V4Ê 1�1 a E F5`�� K ñ0÷ ] 2�r e lm �
1 a 3Ü E J l.É�Ü Õ5�þÊ � K s a 1 2 Ð��Q� Ü0o t a�â�u�Ü�vw�¶-0x SB23Ê � ÷[] â ì Ü �Ü�y0z¶-
V V4 { 1�1 a E F e�| z¶-�}>l�m0�5~ E J o0t a �ó�]�e A 0 ~�À0����-�� K ~V V4l
0[V ]-0��~�����`�� p�����]�� ~�o�t�a0�
5.2.öq�f^0��ö��5�����_b5���f�
19
Fig 5-f: JFET �5� ~����
20 � 5 � PSpice {5� a��5�����fb����f��)�)�)�
(�)�)� ) { e¢¡¤£¤¥[¦ ~¨§¤©«ª¤¬ {¨¤®'¯¨°¤± a¤�.²¨³ e PNPi´�¤�¤µ¤j[¶¤o¤t¤a
2SA1462·�¸ b�j�¹�º�»�¼�½ ¯�¾À¿ e ¸ b�j (Á� 2) { · 9.2[V ] Ã�Ä ~�Å�Æ5^�j�l�Ç�È�ÉÊ ¯�® a���Ë�~�Ì�Í e i.�0��µ�j�¶0~ Á�Â5Î�Ï�Ð�Ñ l 0.6[V ]o�t0Ò�»fÓ�Ô Ê5Õ×Ö� ��µ j0¶
Q1
~ Á� 2~ Ï�Ð l 10.4[V ] Ø�Ù Ô Ò�»ÛÚ Ö � �0µ0j0¶ Q6
~ Á0Â 3~
Ï�Ð l�Ü�Ý {�Þ � ¼�Ò�Ú�Ë�~ Ï�ß�à�á · Ö ����µ�â�¶ Q3
ÚQ4 {�� ½ ¯�ã�ä Æ��åfæ�ç ��â Ø�è�é�ê Ê ã�ä�ê Ê Ò��
�)�)�%ë)ìWí9î%ï¤ð%ìWñ9ò
Fig 5-g:¡�£0¥
¡0£0¥ {�¾0®5¯ � Fig 5-g~ ��ó ¼�ô�õ Ø © ¿ Ú Ö � ��µ�â ¶ { Ç�Ç Ò Ï0ß5Ø�ö÷ ê�ø�¯ �5����� æ �ù�f� Ø�ú ½ Ì���û�ü5ý�»�þ�ÿ { Fig 5-g
~V V4 { Ç0Ç0Ò Ï
ß�Ø�ö ÷ ê�ø Ì5»���Ú������ 1 � 3~ Ï Ð ý�~ ��ó�{�ö ÷�� Ò0Ç è ± Ò�» Fig 5-h~ ��ó_{ û {�°�± Ì�� 5� �� �� � Ò��5Ë�~�����Ú ¡0£�¥�� È������ � Ò�» Ö ���µ�â0¶����5~���� {���¿��� �{ ¡�£�! ~ Þ�® � ~�»�¼�Ò�� �" Ç�Ò0�
5.2. # ��$0� # �5����� æ ���f� 21
Fig 5-h:¡�£0¥ ~����
22
6
%�&�' {�¾�®5¯ · Ú)(�*  ~���� Ø�+ � ¬��-,�Ì/.�� PSpice» ®×ó Ï� ô�õ5���� � æ ¶ æ Ø�0�1 , ¯ $�Å���� �3254 ��6 Ö ç Æ�7 æ98 Ç�É:( Â�Ø�;�<�ã � Ì0Í~ # �=$�� # ô�õ�~/>�? ¥�¦ {�@ , ¯ ��� Ø/A�< Ì�����Ú PSpice~���� ·�B ¦ àC ����Ò � ~���D ¿ Ú ÞFE�G�HJI æ�K�L�M�N {�¾0®�¯�O Ì�¼�P�¬ ��Q Ø ý�~ ��ó
{�R Ô�Ò/SJ��Ç�Ó�Ô�ÚJT�U�V�W Ø M � , ¯�® � .J� �� JX�Y�Z ��D�Ò5» ®×ó ��[Ø�\ Ì�]«² Ì�Ú %�&�' ·/^ � U/_�` �:a ½¤Ì�][²�³«Ú'�����'� æ �ù� � Ø�ú�ó .�%�&�' � · ��bJU�c ® * Â�Ø�d �e,�Ì Ú�f Ä U +�®�;�<�ã ,�ô�õ X ¼�Ò�»_���Ø�úÀóhg�X T ÊJi�Ê U/*  U���� Ø ¬0�j, ¯ ��� � Ò/*  U�k�l×�_��m Ø�úÀó ��n ?�»�¼ Ò�]w²�Ì�Ú ��o · Ú APD
Ç�É à�á�Ø�;�<5ã � ô�õ · # �=$0� # ,�Ç�¼� Ú # �h$�� # Ç�É�U ã�ä�Ø�é�p � Ò�ô�õ�Ú�qFr0Ú�T Ê Ø l�µ�¶ H ÷�� Ò�ô�õ Ø©�s � Ò n ?�� D�Ò�] ê É X Ú�ÿ�t0¼���u������ � Ò�� Ø Ó�Ô�Ò5»�ô�õ�U�v Äw�x���y�z�Æ�{��0� X/n ?|��D�Ò�] Ë Ê É�U�� ·/}�~ ê É X PSpice Ø � ®�¯ �0�Ø�� Í ¯�® � .���U/�J��¼�_�`�»�¼�Ò�]
23
Ë�U/[�� Ø ©�s � Ò X D�Ì�½ ¯/� ^ � U���� Ø , ¯���® Ì�����û�� ¾�� r % Îû�� X��q��¿������ ,�² � ]0²�Ì�Ú�T�U��JU ¾����JX ¼0½0Ì�V�t X � ¾��e� ,h.� ² � ]
24
[1] � % P0¬������0Ú��������q»�T�U/ ���¡ ( � % P�¬���� 1981 ¢ )
[2] Glenn F. Knoll��Ú�£�¤�¥�¦�4¨§�©�ª �« ��¬��®�¯���°5� 8�±�²�³ � 2´�¡
( � %�µ�¶ O�·�¸ 1991 ¢ )
[3] ¹�º�» ��4 ¹�¼�½�¾À¿ �0Ú�� ª Â�Á P�¬���¡ ( Â�Ã�Ä 2000 ¢ )
[4] ÅeÆhÇ�È 4ÊÉ Æ &�Ë ��Ú��ÍÌ 0 ��l�Å�Æ�â�U�P�¬�¡ ( Î�Ï�Ð�Ñ 1992 ¢ )
[5] Andrei VladimirescuÚÒ�
THE SPICE BOOK¡
( 1994 by Jhon Wiley & Sons,
Inc. )
[6] ALICE–A Large Ion Collider Experiment
URL: http://arice.web.cern.ch/
[7] Å�ÓJÔ Ö�Õ�³ âURL: http://www.hpk.co.jp/ Jpn/products/ssd/ssdnews.htm
[8] Cadence
URL: texttthttp://www.cadencepcb.com/ products/downloads/default.asp