本發(fā)明屬于硅探測(cè)器啟動(dòng)電路相關(guān)，尤其涉及適用于多種靈敏層厚度硅探測(cè)器的緩啟動(dòng)高壓電路。

背景技術(shù)：

1、本部分的陳述僅僅是提供了與本發(fā)明相關(guān)的背景技術(shù)信息，不必然構(gòu)成在先技術(shù)。

2、空間輻射環(huán)境是宇宙空間探索和載人航天飛行面臨的重要挑戰(zhàn)之一。高能帶電粒子對(duì)人體、電子元器件和航天器材料都具有潛在的破壞性，可能導(dǎo)致航天器故障和影響宇航員的健康安全。因此，減少或消除這些輻射對(duì)航天器材料和宇航員的危害至關(guān)重要，同時(shí)這也是開(kāi)展進(jìn)一步科學(xué)研究的重要前提。

3、在空間探測(cè)領(lǐng)域，選擇合適的半導(dǎo)體材料對(duì)帶電粒子進(jìn)行有效探測(cè)至關(guān)重要。高純鍺(ge)探測(cè)器雖然具有出色的能量分辨力，但其較窄的禁帶寬度意味著它通常需要在低溫條件下工作，這限制了其在便攜式探測(cè)設(shè)備中的應(yīng)用。cdte探測(cè)器雖然在室溫下工作效果良好，但其抗輻照能力較差，容易在高劑量輻射下遭受損傷，影響性能。czt探測(cè)器因其優(yōu)異的室溫探測(cè)性能和強(qiáng)抗輻照能力而受到青睞，但電荷收集不完全可能導(dǎo)致能譜拖尾，影響能量分辨率，且在較低溫度下有效探測(cè)面積會(huì)減少，影響整體性能。

4、而si探測(cè)器因其低密度、小漏電流、小體積和高能量分辨率等優(yōu)點(diǎn)，在便攜式儀器、衛(wèi)星通信和高能物理實(shí)驗(yàn)等領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。在帶電粒子探測(cè)方面，si比czt的性能要優(yōu)越很多。

5、si探測(cè)器利用高摻雜的半導(dǎo)體材料制成晶體二極管，通過(guò)施加反向偏置電壓使得電壓主要集中在耗盡層，從而擴(kuò)大探測(cè)器的靈敏區(qū)域。當(dāng)帶電粒子進(jìn)入探測(cè)器的靈敏面積時(shí)，與晶體中的原子發(fā)生碰撞，失去能量。這些能量損失導(dǎo)致電子從價(jià)帶躍遷到導(dǎo)帶，產(chǎn)生電子-空穴對(duì)。在電場(chǎng)的作用下，電子和空穴分別向陽(yáng)極和陰極漂移，形成電流信號(hào)。探測(cè)器輸出的電荷信號(hào)大小與帶電粒子在靈敏區(qū)域中損失的能量成正比。因此，通過(guò)測(cè)量脈沖信號(hào)的幅度或?qū)挾龋梢苑囱莩鰩щ娏Ｗ拥哪芰看笮　?/p>

6、但目前普通的高壓電路無(wú)法適配多種靈敏層厚度的硅探測(cè)器，存在資源冗余、功耗太高、高壓不可調(diào)、啟動(dòng)電路時(shí)間不可調(diào)等問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種適用于多種靈敏層厚度硅探測(cè)器的緩啟動(dòng)高壓電路，具有低功耗、高壓和啟動(dòng)時(shí)間可調(diào)的優(yōu)點(diǎn)。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的第一個(gè)方面提供適用于多種靈敏層厚度硅探測(cè)器的緩啟動(dòng)高壓電路，包括：

3、所述高頻振蕩電路包括變壓器、rc電路和三極管；所述變壓器的初級(jí)線圈與所述三極管的發(fā)射極連接，所述變壓器輔助線圈的兩個(gè)輸入端分別與所述三極管的基極和集電極連接，所述三極管的集電極連接所述rc電路，所述rc電路與電源連接；所述初級(jí)線圈用于在所述三極管導(dǎo)通或飽和時(shí)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，形成振蕩信號(hào)；

4、所述倍壓整流電路包括與所述變壓器的次級(jí)線圈連接的電容和二極管，用于將所述振蕩信號(hào)進(jìn)行倍壓處理；

5、所述緩啟動(dòng)電路包括場(chǎng)效應(yīng)管，與所述場(chǎng)效應(yīng)管連接的rc時(shí)間常數(shù)電路，所述rc時(shí)間常數(shù)電路與所述電容和二極管連接；所述場(chǎng)效應(yīng)管用于在所述rc時(shí)間常數(shù)電路上電后延遲對(duì)硅探測(cè)器的上電時(shí)間；

6、當(dāng)所述電源上電時(shí)，通過(guò)調(diào)節(jié)所述rc電路的阻值改變所述變壓器的初級(jí)線圈的輸出電壓實(shí)現(xiàn)電壓調(diào)節(jié)；通過(guò)調(diào)節(jié)所述rc時(shí)間常數(shù)電路的時(shí)間常數(shù)對(duì)緩啟動(dòng)時(shí)間進(jìn)行調(diào)節(jié)。

7、以上一個(gè)或多個(gè)技術(shù)方案存在以下有益效果：

8、在本發(fā)明中，包括高頻振蕩電路、倍壓整流電路和緩啟動(dòng)電路，高頻振蕩電路包括變壓器、rc電路和三極管，在三極管導(dǎo)通時(shí)，變壓器的初級(jí)線圈產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，在三極管飽和時(shí)，變壓器的初級(jí)線圈產(chǎn)生阻止電流減小的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，從而循環(huán)形成振蕩信號(hào)，電源上電后，通過(guò)對(duì)rc電路的調(diào)節(jié)可實(shí)現(xiàn)電壓的調(diào)節(jié)；倍壓整流電路包括電容和二極管，將振蕩信號(hào)進(jìn)行倍壓處理；緩啟動(dòng)電路通過(guò)rc時(shí)間常數(shù)電路調(diào)節(jié)緩啟動(dòng)的時(shí)長(zhǎng)，通過(guò)場(chǎng)效應(yīng)管在rc時(shí)間常數(shù)電路上電后延遲對(duì)硅探測(cè)器的供電時(shí)長(zhǎng)，通過(guò)加入了緩啟動(dòng)電路減小了電源上電時(shí)的沖擊電流，輸出電流極小，為微安級(jí)別的電流，保證探測(cè)器工作在全耗盡狀態(tài)，適用于對(duì)功耗要求高的系統(tǒng)。

9、本發(fā)明附加方面的優(yōu)點(diǎn)將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過(guò)本發(fā)明的實(shí)踐了解到。

技術(shù)特征：

1.適用于多種靈敏層厚度硅探測(cè)器的緩啟動(dòng)高壓電路，其特征在于，包括：高頻振蕩電路、倍壓整流電路和緩啟動(dòng)電路；

2.如權(quán)利要求1所述的適用于多種靈敏層厚度硅探測(cè)器的緩啟動(dòng)高壓電路，其特征在于，所述三極管的集電極分別與所述電源和所述輔助線圈的同名端連接，所述三極管的發(fā)射極與所述初級(jí)線圈的異名端連接，所述三極管的基極與所述輔助線圈的異名端連接。

3.如權(quán)利要求2所述的適用于多種靈敏層厚度硅探測(cè)器的緩啟動(dòng)高壓電路，其特征在于，所述rc電路包括第一電阻、第四電容和第二電阻；所述三極管的集電極與所述第四電容的第一端連接，所述第四電容的第二端和所述初級(jí)線圈的同名端分別接地；所述第二電阻的兩端分別與所述三極管的集電極和所述輔助線圈的同名端連接。

4.如權(quán)利要求1或2所述的適用于多種靈敏層厚度硅探測(cè)器的緩啟動(dòng)高壓電路，其特征在于，所述倍壓整流電路包括第一電容、第五電容、第三二極管和第四二極管；所述第一電容和第五電容分別與所述高頻振蕩電路連接，所述第三二極管和所述第四二極管并聯(lián)于所述高頻振蕩電路。

5.如權(quán)利要求4所述的適用于多種靈敏層厚度硅探測(cè)器的緩啟動(dòng)高壓電路，其特征在于，所述第一電容的第一端與所述次級(jí)線圈的異名端連接，所述第五電容的第一端和所述第三二極管的負(fù)極分別與所述次級(jí)線圈的同名端連接；所述第三二極管的負(fù)極和所述第四二極管的正極分別連接至所述第五電容的兩端。

6.如權(quán)利要求4所述的適用于多種靈敏層厚度硅探測(cè)器的緩啟動(dòng)高壓電路，其特征在于，所述倍壓整流電路還包括依次串聯(lián)的第一二極管和第三電阻，以及第二電容；所述第四二極管的負(fù)極與所述第一二極管的正極連接；所述第二電容的第一端與所述第三電阻連接，所述第二電容的第二端與所述第四二極管的正極分別接地。

7.如權(quán)利要求1所述的適用于多種靈敏層厚度硅探測(cè)器的緩啟動(dòng)高壓電路，其特征在于，所述rc時(shí)間常數(shù)電路包括并聯(lián)連接的第四電阻和第三電容，以及第五電阻；所述場(chǎng)效應(yīng)管的源極與所述第四電阻和所述第三電容的第一端連接，所述場(chǎng)效應(yīng)管的柵極與所述第四電阻和所述第三電容的第二端連接，所述場(chǎng)效應(yīng)管的柵極與第五電阻連接后接地。

8.如權(quán)利要求7所述的適用于多種靈敏層厚度硅探測(cè)器的緩啟動(dòng)高壓電路，其特征在于，所述緩啟動(dòng)電路還包括第二二極管，所述第二二極管并聯(lián)于所述第四電阻和所述第三電容。

9.如權(quán)利要求1所述的適用于多種靈敏層厚度硅探測(cè)器的緩啟動(dòng)高壓電路，其特征在于，所述變壓器的外圍設(shè)置有鉛屏蔽層。

10.如權(quán)利要求1所述的適用于多種靈敏層厚度硅探測(cè)器的緩啟動(dòng)高壓電路，其特征在于，所述倍壓整流電路和所述緩啟動(dòng)電路之間串聯(lián)有電阻。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提出了一種適用于多種靈敏層厚度硅探測(cè)器的緩啟動(dòng)高壓電路，高頻振蕩電路中在三極管導(dǎo)通時(shí)，變壓器的初級(jí)線圈產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，在三極管飽和時(shí)，變壓器的初級(jí)線圈產(chǎn)生阻止電流減小的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，從而循環(huán)形成振蕩信號(hào)，電源上電后，通過(guò)對(duì)RC電路的調(diào)節(jié)可實(shí)現(xiàn)電壓的調(diào)節(jié)；倍壓整流電路將振蕩信號(hào)進(jìn)行倍壓處理；緩啟動(dòng)電路通過(guò)RC時(shí)間常數(shù)電路調(diào)節(jié)緩啟動(dòng)的時(shí)長(zhǎng)，通過(guò)場(chǎng)效應(yīng)管在RC時(shí)間常數(shù)電路上電后延遲對(duì)硅探測(cè)器的供電時(shí)長(zhǎng)，通過(guò)加入了緩啟動(dòng)電路減小了電源上電時(shí)的沖擊電流，輸出電流極小，為微安級(jí)別的電流，保證探測(cè)器工作在全耗盡狀態(tài)，適用于對(duì)功耗要求高的系統(tǒng)。

技術(shù)研發(fā)人員：史書(shū)丞,王小利,豐姣,韓晨堯,史全岐,李彤彤
受保護(hù)的技術(shù)使用者：山東大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/10/21