亚电子噪声多通道低温Skipper-CCD读出应用专用集成电路
摘要：MIDNA：一款用于读取skipper-CCD的应用特定集成电路(ASIC)。该芯片采用65nm低功耗CMOS工艺制造，能够在低温下工作。芯片集成了四个前端通道，用于处理skipper-CCD信号，并使用双斜率积分电路进行差分平均。每个读出通道包含一个前置放大器、一个直流恢复器和一个带有切割功能的双斜率积分器。积分器切割是系统设计的关键要素，以减轻积分器本身产生的低频噪声的影响，并且在标准CCD中通常不需要。每个通道的功耗为4.5 mW，占据0.156 mm²的面积，输入噪声为2.7μVrms。实验证明，与skipper-CCD结合使用时，通过对每个像素的样本进行平均，可以实现次电子噪声。在三种不同的采集方式中，信号范围为6000个电子。在室温和180K下，采用MIDNA进行1000个样本的平均，读出系统实现了0.2e⁻的RMS噪声。
作者：Fabricio Alcalde Bessia (1), Troy England (2), Hongzhi Sun (2), Leandro Stefanazzi (2), Davide Braga (2), Miguel Sofo Haro (3), Shaorui Li (2), Juan Estrada (2), Farah Fahim (2) ((1) Instituto Balseiro and Instituto de Nanociencia y Nanotecnologia INN (CNEA-CONICET), R8402AGP San Carlos de Bariloche, Argenti, (2) Fermi National Accelerator Laboratory, Pine & Kirk St, Batavia, IL 60510, (3) Universidad Nacional de Cordoba, Comisi on Nacional de Energia Atomica (CNEA) and CONICET, X5000HUA Cordoba, Argentina)
论文ID：2304.13088
分类：Applied Physics
分类简称：physics.app-ph
提交时间：2023-04-27