[01513537]流水线逐次逼近模数转换器

本成果属于核探测技术与核电子学领域。全定制专用集成电路（ASIC）最早用于高能物理实验大科学装置中硅微条顶点探测器的前端读出电子学,已经成为光子和粒子探测器研制的核心技术之一。这类芯片工作在辐射环境下,具有全定制、低噪声、低功耗、大规模集成和抗辐射等特点,属于国家急需的高端芯片的范畴。如何采用CMOS工艺设计和实现高性能的ADC芯片是一项极具挑战性的工程难题,也是我国半导体探测器系统升级迫切需要解决的“卡脖子”问题。该成果揭示了辐射探测器模拟前端输出信号的特征,提出了适合于核辐射探测器的A/D转换策略,发明了抗辐射流水线逐次逼近ADC电路架构,同时提升了分辨率和转换速率,解决了探测器模拟信号高速数字化的工程问题。基于自主研发的抗辐射单元库,研制了多款抗辐射加固的流水线-逐次逼近ADC原理样片,实现了硅验证。相关研究成果已应用于高能物理实验、生物医学成像、天文望远镜和个人剂量仪等领域工程型号的研制,为这些领域的整机开发提供前端读出芯片以及相关技术支持,填补了国内在相关领域的技术空白,促进科学技术进步,提高核仪器和核技术应用的国际竞争力,对于推动我国辐射探测器及应用系统的发展,实现军用和民用装置的更新换代和保障人民生命财产安全有着重要社会效益。具有自主知识产权的高速高分辨率ADC芯片及相关技术的应用,将在扭转我国核仪器领域芯片进口的贸易逆差、缩短进口仪器维修周期、降低维修成本、促进相关行业经济效益的提升等方面取得显著经济效益。