GB T 13178-1991 金硅面垒型探测器.pdf

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1、UDC 539.1.074.5 F 88 -昌中华人民共和国国家标准GB/T 1 31 78- 91 金硅面垒型探测Partially depleted gold silicon surface barrier detectors 哭1991-04-11发布1992-05-01实施国家技术监督局发布中华人民共和国国家标准金硅面垒型探测器1 主题内容与适用范围Partially depleted gold silicon surface barrier detectors GB/T 13178-91 本标准规定了部分耗尽金硅面垒型探测器(简称探测器)的分类、技术要求、测试方法、检验规则等。本标准

2、适用于部分耗尽金硅面垒型探测器不包括位置灵敏探测器。铿漂移金硅面垒型探测器也可参照执行。2 引用标准GB 5201 带电粒子半导体探测器测试方法GB 10257 核仪器与核辐射探测器质量检验规则3 术语、符号、代号3. 1 术语3. 1. 1 面垒型半导体探测器surface barrier semiconductor detectoJ 由表面上的反型层产生的结形成势垒的半导体探测器。3.1.2 耗尽层灵敏层)depletion lanyer 半导体探测器中构成灵敏体积的一层半导体材料，粒子在其中损耗能量的绝大部分对输出信号均有贡献。3.1.3 部分耗尽partial depletion 耗尽

3、层深度小于半导体材料基片的厚度。3. 1. 4 灵敏面积sensitive area 探测器中辐射最易进入耗尽层的那部分面积。3.1.5 半高宽(FWHM)full width at half maximum 在仅由单峰构成的分布曲线上，峰值一半处两点的横坐标之间的距离。3. 1. 6 能量分辨率energy resolution 探测器对能谱高度分布FWHM的贡献包括探测器漏电流噪声以能量单位表示。3.2 符号、代号3.2.1 对Z41Am源5.486MeV的粒子，使用标准电子学设备，成形时间常数为0.5s时，表示整个系统的分辨率(keV)。3. 2. 2 在3.2.1同样条件下，表示由脉冲

4、产生器信号峰的半高宽(FWHM)近似的R粒子的分辨率(keV)。3.2.3 EJ、Ez国家技术监督局1991-04-11批准1992-05-01实施1 GB/ T 13178-91 分别代表能量为5.486MeV及5.443MeV。3. 2.4 N1, N2 分别代表能量EJ、E2所对应的道数。3.2. 5 N. 以道数表示的241Am源5.486MeV粒子峰的半高宽。3.2.6 N 以道数表示的产生器信号峰的半高宽。4 产品的分类4.1 产品的外形及结构尺寸产品按外形和结构的不同分成A型、B型和C型。产品的外形见图1，结构尺寸见表1。 A型结构B型结构C型结构图1部分耗尽金硅面垒型探测器表l

5、部分耗尽金硅面垒型探测器结构尺寸口1口1灵敏面积标称值A型结构B型结构C型结构mm2 w C H D C H D C H D 7 3. 0 16 25 5.6 18 19. 4 50 8.0 15 18 19. 4 100 11.3 19 25 26.1 12 7.0 150 13. 8 22 6.0 25 26. 1 7. 6 9. 9 200 16.0 24 30 31. 6 16. 5 300 19. 5 29 30 31.6 450 23. 9 37 36 34. 8 600 27.6 42 7.5 38. 4 900 33.9 52 4. 1.1 产品B型、C型结构中所用电缆插座与国

6、际Microdot电缆插座相同。GB/T 13178- 91 W公差为士0.5mm, C、H、D公差为士0.3mm。环形探测器孔直径通常为4mm，也可为6mm.8 mm或其它。4. 2 产品的标记产品的标记由型号及技术特性代号两部分组成，其表示方法如下:GMIA-一一xx一一一xxx一一一xxxI 叫器的度表示探测器灵敏面积表示的数值表示部分耗尽金硅面垒型探测器加A表示环形，不加A表示圆形注z技术特性代号中的位数可根据实际情况扩展.4.3 产品的规格及系列部分耗尽金硅面垒型探测器系列由圆型和环型部分耗尽金硅面垒型探测器系列组成。产品按其不同的灵敏面积，耗尽层深度及对粒子的分辨率而分类，圆形和环

7、形探测器的分类分别列于表2与表3。3 表2见原文。目叶44叫-2环形部分耗尽金硅面垒型探测器的分类及主要性能保证的最保证的最总面积大分辨率最小耗尽层深度，m大分辨率最小耗尽层深度，m(包括keV keV 孔面积mm2 100 300 500 1 000 1500 2000 自 。标记标记标记标记标记标记50 17 9 GM1A-17-050-100 GM1A-17-050-300 GM1A-17-050-100 18 10 GM1A-18-050-1 000 GMIA-18-050-1500 GM1A- 18-050-2 000 100 18 10 GM1A-18-100-100 GMIA-1

8、8-100-300 GM1A-18-100-500 19 11 GM1A-19-100-1000 GM1A-19-100-1 500 GM1A-19-100-2 000 150 19 12 GM1A-19-150-100 GM1A-19- 150-300 GM1A-19-150-500 20 12 GM1A-20-150-1 000 GM1A-20-150- 1 500 GMIA-20-150-2 000 200 20 14 GM1A-20-200-100 GM1A-20-200-300 GM1A-20-200-500 21 14 GM1A-21-200-1 000 GM1A-21-200-1

9、 500 GM1A-21-200-2 000 300 21 14 GM1A-21-300-100 GM1A-21-300-300 GM1A-21-300-500 22 15 GM1A-22-300-1 000 GMIA-22-300-1 500 GM1A-22-300-2 000 450 25 20 GMIA-25-450-100 GM1A- 25-450-300 GMIA-25-450-500 25 20 GMIA-25-450-1 000 GM1A-25-450-1 500 GM1A-25-450-2 000 表3注:表中、R值是孔径4mm探测器的.u、GB/T 13178-91 5 技术

10、要求5. 1 外形、尺寸与外观要求5. 1. 1 探测器的外形、尺寸应符合4.1。5. 1. 2 探测器的灵敏面应光滑平整，所涂胶环应均匀美观，不应有拉丝，胶环宽度应不影响有效面积。金层要完整、无划痕，灵敏面上应有保护盖。5.1.3 对A型结构探测器，软引线应完整，焊点要牢固，无虚焊、脱焊现象。硬引出电极应清洁光亮并配有固定螺丝。5.1 . 4 对B和C型结构的探测器，电缆插座应拧紧并无破损。5.2 主要技术性能5.2.1 圆形和环形部分耗尽金硅面垒型探测器在基准条件下的主要技术性能分别见表2和表3。5.2.2 探测器的电流-电压特性、电容电压特性、噪声、死层能量损耗、灵敏层厚度等性能由各制造

11、厂家给出。5. 3 探测器对环境条件的适应性5.3.1 探测器工作的温度范围探测器工作的温度范围为一20+300C，在此温度范围内分辨率值不超过基准条件下的20%。5.3.2 探测器的真空性能探测器可在1.4X 10-4 Pa条件下工作，分辨率值不超过基准条件下的20%。5. 3. 3 探测器在非工作状态下般经下列环境条件之后，仍能稳定工作。a. 温度:在一300C和+50C下，分别放置4h; b. 湿度:在湿度为(85:!:D%，温度为28+20C下放置24h。包膜、灌封的探测器的湿度可提高到(95=D %; c. 振动:加速度10g，频率50Hz，试验时间20min; d. 冲击:加速度1

12、0g，频率50Hz，试验时间2min; e. 运输:探测器经包装运输在三级公路的路面上，以2540km/h的车速行驶，行驶距离150350 km，或利用运输颠振试验台模拟上述条件在实验室内进行。6 理IJ试方法6. 1 测试环境若无特殊规定，探测器各项技术性能的测试均在基准条件下进行，基准条件见表4。在检验、试验不产生疑义时，能量分辨率测量可在室温条件下进行。表4测试探测器性能的基准条件E口吃响量基准数值公差范围)环境温度20 .C 士2C相对湿度65% 55%75% 真空度1】1.33 Pa 6. 656. 65 X 10 Pa 交流供电电压220 V 士1%交流供电频率50 Hz 士1%交

13、流供电波形正弦波波形总畸变5%6 GB/T 13178- 91 续表4影响量基准数值空气吸收剂量率环境辐射0.2Gy.h-1 (20rad .h-1) 外磁场干扰可忽略外界电磁感应可忽略放射性沾染可忽略注:1)表中真空度的基准值适用于能量分辨率的测量。6.2 能量分辨率的测量6. 2 1 仪器设备能量分辨率测量的仪器设备见图2。偏压电源源* 前置放大楼成形放大器真空室精密脉冲产生稽国2测量能量分辨率的仪器设备方框图公差范围O. 25Gy.h-1 (25rad.h - 1) 小于引起干扰的最低值小于地磁场引起干扰的2倍可忽略多遵幅度分析器Rl一负载电阻;C。一隔直流电容;Cc一检验电容;Z一匹配

14、阻抗6.2.1. , 测量部分耗尽金硅面垒型探测器的能量分辨率规定用241Am源的5.486MeV的射线。此源要求用电镀法制备，均匀、单色性好。自吸收对测量结果的影响可忽略。源活性面直径在10.20mm之间，活度为1X 103. 2 X 103 Bq. 6.2.1. 2 放射源与被测探测器置于真空室内，其真空度好于6.65Pa。源与探测器之间的距离应不小于被测探测器灵敏面直径的1.5倍。6.2.1.3 供探测器用的偏压电摞，输出电压应在0.1kV范围内连续可调，稳定性要好于0.1%.纹波15 mVC有效值。6. 2. . 4 所用低噪声电荷灵敏前置放大器，零外接电容噪声不大于3keVCFWHM

15、.S口，噪声斜率不大于10eV/pF.6.2. 1. 5 所用成形放大器应具有准高斯成形器，时间常数为O.5s。6. 2. 1.6 精密脉冲产生器，输出应是上升时间小于0.1间的指数衰减信号。衰减时间常数应保证在等7 GB/T 13178-91 于成形放大器微分时间的时间内，脉冲幅度下降小于2%。6.2.1. 7 检验电容Cc应小于前置放大器等效输入电容的百分之一。6.2. 1. 8 多道脉冲幅度分析器的道数不小于4096道。6. 2.2 测量步骤6.2.2.1 将被测探测器装在真空室内的测量架上，24IAm放射源置于离探测器距离为探测器灵敏面直径的一倍半处，启动机械泵，使真空室的真空度达到6

16、.65Pa以上。6.2.2.2 按图2接好系统，开启仪器。精密脉冲产生器为关闭状态。6.2.2.3 调节探测器偏压，使之达到需用值。6.2.2.4 调节成形放大器的极零补偿，使输出信号波形达到最佳状态。6.2.2.5 调节成形放大器的增益，使能量为5.486MeV的谱l峰半高宽(FWHM)大于6道。6.2.2. 6 累积谱，当5.486MeVa射线的峰值计数大于4000时，停止累积，并记录整个谱的数据。6.2.2.7 记录测量时的室内温度。6. 2. 3 值的计算6.2.4 值的测量与计算E, - E. =.:.!._一:. t:.N.(keV) N1-N2 . ( 1 ) 开启精密脉冲产生器

17、，调节其脉冲幅度使其在多道脉冲幅度分析器上的峰位道址比241Am放射源的信号道址略高，其谱线不得与放射源谱线相重叠。R=EL二豆豆.t:.Na(keV) . . . . . . . ( 2 ) N1 - N2 -p 6.3 其它技术性能的测量5.2.2中的各项性能的测定可按GB5201中有关规定进行。6.4 高温试验将探测器置于烘箱中，升温至50土2.C，升温速率10.C/h，恒温4h，然后自然降至室温后取出，在室内放置4h后，检查其外观并测量能量分辨率。6.5 低温试验将探测器置于低温箱内，探测器周围要保持干燥，防止结霜。温度降至一30士3.C，降温速率10C/h，恒温4h，然后自然升温到室

18、温后取出。在室内放置4h后，检查其外观并测量能量分辨率。6.6 高真空试验将探测器按6.2测量其低真空(6.65Pa)下的能量分辨率，然后将真空室的真空度提高到6.65X 10-3 Pa以上，保持1h后再测其能量分辨率。6. 7 潮湿试验将探测器放在湿度(85士D%C包膜、灌封探测器的湿度为(95:!:D%J、温度为28土2C的湿度箱内，24 h后把探测器取出，在室内放置4h后检查其外观并测其能量分辨率。6.8 机械(振动、冲击)试验将探测器用夹具固定在试验台上，按5.3.3c和5.3.3d的要求进行振动、冲击试验。试验完毕后检查其外观并测其能量分辨率。6.9 包装运输试验将包装好的探测器置于

19、运输汽车的中、后部，在三级公路的路面上按5.3.3e要求进行。7 检验规则除本标准规定的具体要求外，均按GB10257的有关规定执行。7.1 检验的分类及检验、试验项目的分组8 G/T 13178-91 检验的分类及检验、试验项目的分组见表5.表5探测器检验项目的分组和要求组别试验JT11 鉴定检验质量一致交收抽样方案类检查水平顺序性检验检验型及严格性l 外型、尺寸、外观全检剔除不合格品)2 电流-电压特性A 3 能量分辨率 二次正常4 噪声5 电容-电压特性B 6 死层能量损耗。二次正常7 灵敏层厚度8 高温试验C1 。二次正常9 低温试验10 高真空试验C2 11 潮湿试验 。二次正常12

20、 机械振动、冲击试验C3 13 包装运输试验D 14 辐射损伤试验。注:.为必做项目.0为选做项目。7.2 鉴定检验7. 2. 1 鉴定检验的范围、实施与总的要求见GB10257中6.1的规定。7.2. 2 鉴定检验的项目、顺序及其它要求见表5.7. 3 质量一致性检验7.3.1 质量一致性检验的范围、实施与总的要求见GB10257中6.2的规定。7.3.2 质量一致性检验的项目、顺序及其它要求见表5。7.4 交收检验7.4.1 交收检验的实施与要求见GB10257中6.3.2的规定。7.4. 2 交收检验的项目、顺序及其它要求见表5。8 标志、包援、运输、贮存8. 1 标志8. , . 1

21、探测器上的标志在探测器的侧面应打印GMl(或GM1A)及编号。8. .2 性能卡探测器应有性能卡，在性能卡上标有za. 探测器的名称、标记、编号;b. 性能测试的日期;一般水平1I 一般水平II S- 2 S- 2 AQL 检查周期2. 5 6.5 4.0 一般为一年10 C. 探测器的主要参数和性能=如探测器的灵敏面积、耗尽层深度、电流-电压特性、能量分辨率及性能测试时的条件(放射源的种类、名称和能量、时间常数、真空度、温度、工作偏压等)。8.1.3合格证Fl!qhFNVF Fgu GB/T 13178- 91 探测器应有合格证，在其合格证上有:探测器的标记、编号、制造厂家、检验日期及检验部

22、门印章。8. 2 包装8.2.1 探测器包装的基本要求:a. 每个探测器均应有保护罩，防止碰伤金面;b. 探测器的包装要防潮、防震。8.2. 2 探测器包装时随带的文件及附件:性能卡、合格证FA型探测器应附有硬输出引线$C. 如需要还可附有说明书。8.3 运输a. 探测器外运出厂时(自提者可酌情处理应有防潮、防震的外包装，包装箱外表面应有防潮、轻放等标志;b. 运输中应避免曝晒、雨淋，搬运时要轻放、严防摔碰。8. 4 贮存探测器应存放于相对湿度不大于75%的常温库房内，高温不宜超过35.Ct低温不能低于一30C。周围空气中应无酸、无碱、无有机溶剂的气体。最好置于充满空气的密闭容器中，贮存时间不

23、宣超过一年。a. b. 版权专有不得翻印峰附加说明z本标准由核工业总公司提出。本标准由全国核仪器仪表标准化技术委员会归口。本标准由北京核仪器厂负责起草。本标准主要起草人吴炳麟、罗凤群。书号:1550661-8721定价:.70元* 标自187一17(京新登字023号中华人民共和国国家标准金硅面垒型探测器GB/T 13178- 91 * 中国标准出版社出版北京复外三里河中国标准出版社北京印刷厂印刷新华书店北京发行所发行各地新华书店经售版权专有不得翻印* 开本880X1230 1/16 印张3/4插页1字数230001992年6月第一版1992年6月第一次印刷印数1-2000铃书号:155066 -1-8721 定价.70元* 标目187-17