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Introduccion Objetivos Propuestas Resumen y Conclusiones Contacto
Configuraciones Circuitales de MOSFETs para suuso en Dosimetrıa de Bajas Dosis
I Jornada de Tesistas de Grado de Ingenierıa Electronica
Sebastian Horacio [email protected]
Director: Dr. Adrian FaigonCo-director: Dr. Ing. Jose Lipovetzky
Laboratorio de Fısica de Dispositivos-MicroelectronicaFacultad de Ingenierıa
Universidad de Buenos Aires
11 de Agosto de 2010
Sebastian H. Carbonetto LFDM-FIUBA
Configuraciones Circuitales de MOSFETs para su uso en Dosimetrıa de Bajas Dosis
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Introduccion Objetivos Propuestas Resumen y Conclusiones Contacto
Outline
IntroduccionConceptos sobre RadiacionSensorDosimetrıa MOSEfectos de la Radiacion en MOSFETsAplicacion de los Dosımetros MOS
Objetivos
PropuestasOsciladores en Anillo CMOSTandem de TransistoresSensor Amplificado
Resumen y Conclusiones
Sebastian H. Carbonetto LFDM-FIUBA
Configuraciones Circuitales de MOSFETs para su uso en Dosimetrıa de Bajas Dosis
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Outline
IntroduccionConceptos sobre RadiacionSensorDosimetrıa MOSEfectos de la Radiacion en MOSFETsAplicacion de los Dosımetros MOS
Objetivos
PropuestasOsciladores en Anillo CMOSTandem de TransistoresSensor Amplificado
Resumen y Conclusiones
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Conceptos sobre Radiacion
Conceptos sobre Radiacion
Dosimetrıa Medicion de Dosis de Radiacion Ionizante
Radiacion Transporte de energıaFlujo de partıculas capaz de desligar un e− de unatomo o molecula
Dosis Energıa absorbida por unidad de masa en un materialUnidad: GrayGy , J/kg
Bajas Dosis Magnitud: ∼< 100Gy
Sebastian H. Carbonetto LFDM-FIUBA
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Conceptos sobre Radiacion
Conceptos sobre Radiacion
Dosimetrıa Medicion de Dosis de Radiacion Ionizante
Radiacion Transporte de energıaFlujo de partıculas capaz de desligar un e− de unatomo o molecula
Dosis Energıa absorbida por unidad de masa en un materialUnidad: GrayGy , J/kg
Bajas Dosis Magnitud: ∼< 100Gy
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Conceptos sobre Radiacion
Conceptos sobre Radiacion
Dosimetrıa Medicion de Dosis de Radiacion Ionizante
Radiacion Transporte de energıaFlujo de partıculas capaz de desligar un e− de unatomo o molecula
Dosis Energıa absorbida por unidad de masa en un materialUnidad: GrayGy , J/kg
Bajas Dosis Magnitud: ∼< 100Gy
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Conceptos sobre Radiacion
Conceptos sobre Radiacion
Dosimetrıa Medicion de Dosis de Radiacion Ionizante
Radiacion Transporte de energıaFlujo de partıculas capaz de desligar un e− de unatomo o molecula
Dosis Energıa absorbida por unidad de masa en un materialUnidad: GrayGy , J/kg
Bajas Dosis Magnitud: ∼< 100Gy
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Sensor
¿Que es un sensor?
Sensor Elemento capaz de medir una magnitud fısica yconvertirla en una senal que puede ser leıda por uninstrumento
Ejemplo: El termometro de mercurio
I Sensor de Temperatura
I El volumen del mercurio cambia con latemperatura
I Una escala calibrada permite “traducir” loscambios de volumen en un valor de temperatura
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Sensor
¿Que es un sensor?
Sensor Elemento capaz de medir una magnitud fısica yconvertirla en una senal que puede ser leıda por uninstrumento
Ejemplo: El termometro de mercurio
I Sensor de Temperatura
I El volumen del mercurio cambia con latemperatura
I Una escala calibrada permite “traducir” loscambios de volumen en un valor de temperatura
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Dosimetrıa MOS
El MOSFET como sensor de Radiacion
En forma similar, el MOSFET puede utilizarse como sensor deradiacion
El Dosımetro MOS
I Sensor de Dosis de Radiacion
I La radiacion genera carga en eldispositivo, variando la tension umbral(VT )
I Midiendo el valor de VT se puede estimarla dosis absorbida
I VT ≡ VGS(IREF )
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Efectos de la Radiacion en MOSFETs
Efectos de la Radiacion en MOSFETs
VGS
ID
∆VT
I La radiacion entrega energıa a lamateria
I Se genera carga positiva en el oxido
I ⇒ Se modifica el VT
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Introduccion Objetivos Propuestas Resumen y Conclusiones Contacto
Efectos de la Radiacion en MOSFETs
Efectos de la Radiacion en MOSFETs
VGS
ID
∆VT
I La radiacion entrega energıa a lamateria
I Se genera carga positiva en el oxido
I ⇒ Se modifica el VT
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Aplicacion de los Dosımetros MOS
Sensibilidad de los dosımetros MOS
¿Como afecta la sensibilidad a los distintos campos de aplicacion?
Ejemplo
Dosis
I Sesion de 1kGy
I Lectura: 3,9V
I Error tıpico: 1mV ≡ 0,03 %
INACEPTABLE
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Introduccion Objetivos Propuestas Resumen y Conclusiones Contacto
Aplicacion de los Dosımetros MOS
Sensibilidad de los dosımetros MOS
¿Como afecta la sensibilidad a los distintos campos de aplicacion?
Ejemplo
Altas Dosis
I Sesion de 1kGy
I Lectura: 3,9V
I Error tıpico: 1mV ≡ 0,03 %
INACEPTABLE
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Aplicacion de los Dosımetros MOS
Sensibilidad de los dosımetros MOS
¿Como afecta la sensibilidad a los distintos campos de aplicacion?
Ejemplo
Bajas Dosis
I Sesion de 1Gy
I Lectura: 3,9mV
I Error tıpico: 1mV ≡ 25 %
INACEPTABLE
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Outline
IntroduccionConceptos sobre RadiacionSensorDosimetrıa MOSEfectos de la Radiacion en MOSFETsAplicacion de los Dosımetros MOS
Objetivos
PropuestasOsciladores en Anillo CMOSTandem de TransistoresSensor Amplificado
Resumen y Conclusiones
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Introduccion Objetivos Propuestas Resumen y Conclusiones Contacto
Son necesarios nuevos dosımetros capaces de responder a lasexigencias de los campos de Bajas Dosis
Objetivos
I Proponer nuevos circuitos sensores
I Evaluar su respuesta a la radiacion
I Evaluar la ganancia de sensibilidad respecto del dosımetroMOS tradicional
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IntroduccionConceptos sobre RadiacionSensorDosimetrıa MOSEfectos de la Radiacion en MOSFETsAplicacion de los Dosımetros MOS
Objetivos
PropuestasOsciladores en Anillo CMOSTandem de TransistoresSensor Amplificado
Resumen y Conclusiones
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Osciladores en Anillo CMOS
Osciladores en Anillo
≡
La unidad fundamental deloscilador esta formada por
MOSFETsLa frecuencia de oscilacion se ve
afectada por la radiacion
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Tandem
El Tandem de Transistores
Vo =∑∀i
V(i)T = nVT
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Sensor Amplificado
Sensor Amplificado
Vo =R1 + R2
R1VT = AvVT
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Objetivos
PropuestasOsciladores en Anillo CMOSTandem de TransistoresSensor Amplificado
Resumen y Conclusiones
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Resumen y Conclusiones I
I Los transistores MOS permiten su uso como sensores deradiacion
I La radiacion produce corrimientos en VT , los cuales se utilizanpara estimar la Dosis Absorbida
I El dosımetro MOS convencional presenta problemas en BajasDosis
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Resumen y Conclusiones II
I Se propusieron circuitos para mejorar la sensibilidad
I La mınima dosis resoluble por los O. A. utilizados como sensorde radiacion mejora en al menos un orden de magnitud.
I Tanto el Tandem de transistores como el sensor amplificadopermiten una ganancia de la sensibilidad controlable en eldiseno
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Contacto
Laboratorio de Fısica de Dispositivos–Microelectronica
Director Dr. Adrian Faigon ([email protected])
Yo Sebastian Carbonetto ([email protected])
Defensa de Tesis: Miercoles 18 de Agosto a las 16hs. Aula L5
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