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首页> 外文期刊>IEEE Journal of Solid-State Circuits >A Fully Digital 8$,times,$16 SiPM Array for PET Applications With Per-Pixel TDCs and Real-Time Energy Output
【24h】

A Fully Digital 8$,times,$16 SiPM Array for PET Applications With Per-Pixel TDCs and Real-Time Energy Output

机译：用于具有逐像素TDC和实时能量输出的PET应用的全数字8 $×16SiPM阵列

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An 8$,times,$ 16 pixel array based on CMOS small-area silicon photomultipliers (mini-SiPMs) detectors for PET applications is reported. Each pixel is 570 $,times,$610 $mu$m $^{{2}}$ in size and contains four digital mini-SiPMs, for a total of 720 SPADs, resulting in a full chip fill-factor of 35.7%. For each gamma detection, the pixel provides the total detected energy and a timestamp, obtained through two 7-b counters and two 12-b 64-ps TDCs. An adder tree overlaid on top of the pixel array sums the sensor total counts at up to 100 Msamples/s, which are then used for detecting the asynchronous gamma events on-chip, while also being output in real-time. Characterization of gamma detection performance with an 3 $,times,$3 $,times,$5 mm $^{{3}}$ LYSO scintillator at 20 $^{circ}$C is reported, showing a 511-keV gamma energy resolution of 10.9% and a coincidence timing resolution of 399 ps.
机译：报道了一种基于CMOS小面积硅光电倍增管（mini-SiPM）检测器的8×16像素阵列，用于PET应用。每个像素的大小为570美元×610美元/μm，并且包含四个数字微型SiPM，共720个SPAD，因此全芯片填充率为35.7％。对于每个伽马检测，像素提供通过两个7-b计数器和两个12-b 64-ps TDC获得的总检测能量和时间戳。覆盖在像素阵列顶部的加法器树以最高100 Msamples / s的速度对传感器总计数求和，然后将其用于检测片上异步伽马事件，同时也实时输出。据报道，在20°C ^ 3C的条件下，使用3×3×5mm的LYSO闪烁体对γ探测性能进行了表征，显示511keV的γ能量分辨率为10.9％的重合时间分辨率为399 ps。

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