Medipix 3和Timepix 3读出芯片简介

Medipix 3和Timepix 3读出芯片

这两种芯片都是CERN（欧洲核子研究委员会，Conseil Europeen pour la Recherche Nucleaire）主导的国际合作组织开发的光子计数和粒子跟踪像素探测器系列读出芯片。两种芯片的侧重点不同。

Medipix 3是第3代Medipix芯片，设计用于连接分段式半导体传感器。和前身Medipix2一样，它像相机一样，在电子快门打开时，采集像素被粒子击中次数的图像。但Medipix3比Medipix2更进一步，支持能量分箱相关模式和连续读写；像素配置、阈值数量及计数器使用方式应按工作模式确认，不能把所有功能视为同时具备。此外，Medipix 3在像素级上实现了一种新的电荷加和方案，减少了电荷扩散效应的影响并可以通过设置适当的阈值以减少传感器材料荧光的影响。

Medipix 3应用领域：自适应光学和其它可见光或近可见光应用、天体物理、计量学、教育、电子显微镜、生命科学和无损检测。

Timepix 系列包括 Timepix、Timepix2 和 Timepix3，不同芯片具有各自的读出架构与测量模式。Timepix 3是一种通用集成电路，适合半导体和充气式探测器的读出，侧重于与时间有关的测量。Timepix3 在相应数据驱动模式下可输出像素命中的到达时间、过阈时间（ToT）和坐标。ToT 与沉积电荷有关，能量推定需要校准；像素命中不宜直接等同于已经重建的单个光子事件。

Timepix 3应用领域：X-射线成像、粒子径迹重建、电子显微镜等

Medipix 3芯片的特点

• 像素大小：55μm×55μm 或 110μm×110μm

• 像素数量：256×256 或 128×128 pixels

• 像素阈值个数：每像素2个，5bit局部阈值调节

• 增益：高增益（HG，较低线性、较低噪声）或低增益模式（LG）

• 计数器深度：可配置为2×1bit、2×4bit、2×12bit、1×24bit

• 工作模式：连续或序列数据获取和读出

• 拼接：可三边拼接，0.8mm缝隙

• TSV（Through Silicon Via硅通孔技术）：已准备

Timepix 3读出芯片的特点

• 像素大小：55μm×55μm

• 像素数量：256×256

• 像素阈值个数：每像素1个，4bit局部阈值调节

• 两种主要测量模式：10bit TOT（Time Over Threshold，过阈时间）和18bit TOA（Time of Arrival，到达时间）、10bit Event Counting（事件计数）和14bit TOT累加

• ToT 对较大正电荷呈单调响应

• 快速 ToA 时间戳标称步长 1.56 ns；整机时间测量与同步性能需按配置确认

• 数据驱动读出：连续稀疏数据读出，CERN 给出的芯片命中率口径为最高 40 Mhits/s/cm²

• 拼接：可三边拼接，1.2mm缝隙

• TSV（Through Silicon Via硅通孔技术）：已准备

Medipix和Timepix读出芯片主要区别

Medipix侧重于测量能量信息，Timepix侧重于测量时间信息，Timepix3也可测量能量。

侧重点不同，芯片结构也有所不同。

上述内容由我司Jerry Huang 整理收集，仅用于知识的分享和共同学习，未经过同意不得擅自转载。