ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ
СОЮЗА ССР
ДЕТЕКТОРЫ ИОНИЗИРУЮЩИХ
ИЗЛУЧЕНИЙ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЕ
МЕТОДЫ ИЗМЕРЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ
СТ 26222-86
И
Цена 15 коп.
здание официальноеГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО СТАНДАРТАМ
Москва
УДК 539.1.074.55.089.5:006.354 Группа Ф29
Г
ГОСТ
26222-86
Взамен
ГОСТ 17619—72,
ГОСТ 26222—84
ДЕТЕКТОРЫ ИОНИЗИРУЮЩИХ ИЗЛУЧЕНИЙ
ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЕ
Методы измерения параметров
lonizing-radiation semiconductor detectors.
Methods of parameters measurement
ОКП 621752
Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 18 марта 1986 г. № 558 срок действия установлен
с 01.07.87
до 01.07.92
Несоблюдение стандарта преследуется по закону
Настоящий стандарт распространяется на полупроводниковые детекторы ионизирующих излучений (далее — ППД) и устанавливает методы измерения их электрических и радиометрических параметров:
темнового тока;
емкости (гармонический и зарядовый методы);
энергетического разрешения;
энергетического эквивалента шума (метод непосредственного, измерения и спектрометрический метод);
энергетического эквивалента толщины мертвого слоя;
дискретной чувствительности регистрации;
средней частоты следования фоновых импульсов;
радиационной помехоустойчивости;
аналоговой чувствительности регистрации (статический и импульсный методы);
времени нарастания сигнала;
длительности фронта нарастания сигнала.
В справочном приложении 1 приведен метод оценки времени установления рабочего режима.
С
Издание официальное
★
Перепечатка воспрещена-
© Издательство стандартов, 1986-Стандарт применяют при проведении измерений параметров ППД, а также при разработке средств измерений параметров ППД.
Стандарт рекомендуется применять при измерениях параметров полуфабрикатов и деталей ППД в технологическом процессе их изготовления.
Термины, применяемые в стандарте, и их определения — по ГОСТ 18177—81.
ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
Условия и режим применения
Измерения параметров проводят в нормальных климатических условиях, установленных ГОСТ 20.57.406—81, или условиях, установленных в стандартах, технических условиях или другой нормативно-технической документации, утвержденной в установленном порядке (далее — НТД) на ППД конкретных типов:
при температуре окружающей среды или корпуса ППД (20±1)°С;
при пониженной температуре окружающей среды или корпуса ППД, выбираемой из ряда: минус (40; 50; 60; 100; 198) °С;
при пониженном атмосферном давлении, выбираемом из ряда: 666 (5); 133 (1); 13,3 (10"1); 1,33 (10~2); 1,33-10-1 (10“3) Па
(мм рт. ст.).
Измерения параметров спектрометрических ППД, имеющих энергетическое разрешение не более 30 кэВ, осуществляемые вне вакуума или при отсутствии пониженной температуры окружающей среды или корпуса детектора, следует проводить в условиях «чистой комнаты», установленных в НТД.
Измерения электрических и радиометрических параметров ППД, у которых отсутствует светозащита, а также полуфабрикатов и деталей ППД следует проводить при полном затемнении ППД (полуфабриката, детали).
При измерениях не должно быть влияний электромагнитных полей и фона ионизирующего излучения на результаты измерений либо должны быть приняты меры по учету этих влияний.
Измерения параметров ППД проводят при поданном на сигнальные выводы ППД напряжении, значение и полярность которого указывают в НТД.
Требования к аппаратуре
Номенклатура средств измерений, применяемых для измерения параметров ППД, должна соответствовать перечням, установленным в НТД.
Измерительные установки должны обеспечивать погрешность измерения соответствующих параметров согласно требованиям настоящего стандарта и НТД.
При дистанционных измерениях параметров допускается увеличивать погрешность за счет влияния дистанционных соединительных устройств.
Допустимое значение дополнительной погрешности, возникающей вследствие влияния дистанционных соединительных устройств, устанавливают в НТД.
Измерительные установки должны быть снабжены встроенными или съемными контактодержателями, обеспечивающими подключение ППД к измерительной установке без нарушения целостности выводов ППД и их покрытий.
Контактодержатели ППД должны обеспечивать экранирование ■от электромагнитных полей и затемнение ППД при измерениях электрических и радиометрических параметров, если такая защи- •та не обеспечивается конструкцией измеряемого ППД или другими конструктивными элементами установки.
Требования к устройствам задания рабочего напряжения ППД
Коэффициент пульсации на выходе источников рабочего напряжения не должен превышать 1 %.
Регулирующие устройства, предназначенные для установления рабочего напряжения, должны обеспечивать плавное изменение напряжения и перекрытие границ диапазонов не менее .10 %.
В случае применения зарядочувствительного усилителя ‘(далее — ЗУ), имеющего на входе транзисторы, и измерения ППД с рабочим напряжением свыше 50 В, скорость изменения подаваемого на входные выводы установки рабочего напряжения .должна быть не более 50 В-с-1.
Нестабильность источников рабочего напряжения, вызванная изменениями напряжения сети электропитания и температуры в пределах рабочих условий применения, не должна выходить за пределы ±1 %.
Погрешность установления и поддержания рабочего напряжения на сигнальных выводах ППД должна быть в пределах ±5 %.
Схема подключения ППД и источника рабочего напряжения ППД к установкам, имеющим на входе ЗУ, должна соответствовать приведенной на черт. 1.
В НТД допускаются;
заземление точки а вместо точки б;
противоположная полярность включения ППД и источнику рабочего напряжения.
BD—ППД; А—зарядочувствительный усили
тель (ЗУ); R—резистор утечки; С—блокирующий конденсатор: G—источник рабочего напряжения; а, б—точки подключения рабочего напряжения
Черт. 1
При достаточно малом темновом токе ППД и входе ЗУ, гальванически связанном с общим (нулевым) проводом схемы, допускается исключать резистор утечки при условии заземления точки а.
Полярность сигнала на входе ЗУ — отрицательная, при перемене полярности ППД и источника рабочего напряжения полярность изменяется на положительную.
Сопротивление резистора утечки должно удовлетворять неравенствам:
(О
’-ДТ
/?>2-108KTz , (2)
Х2£ш.у
где 7? — сопротивление резистора утечки, МОм;
т — постоянная времени формирования переходной характеристики ЗУ, мкс;
Сдт — емкость ППД, пФ;
К — постоянная Больцмана, равная 1,38-10-5 аДж-К-1;
Т — абсолютная температура резистора, равная 300 К;
X — коэффициент преобразования, аКл-кэВ-1;
Еш.у — энергетический эквивалент уровня шумов усилителя, кэВ.
Емкость блокирующего конденсатора должна превышать емкость измеряемого ППД не менее чем в 100 раз.
Минимальные значения сопротивления резистора утечки и емкости блокирующего конденсатора должны соответствовать указанным в НТД.Таблица 1
|
Наименование параметров зарядочувствительных усилителей |
Нормы параметров ЗУ при измерении параметров ППД |
|||||
|
емкости |
энергетического эквивалента шума |
энергетического разрешения и энергетического эквивалента толщины мертвого слоя |
дискретной чувствительности и дискретной эффективности |
аналоговой чувствительности |
временных параметров |
|
|
Предельное изменение коэффициента передачи ЗУ, вызванное изменением емкости ППД1, % |
±1 |
±5 |
±3 |
±5 |
±3 |
±10 |
|
Максимальная амплитуда входного сигнала, ФКл |
-1<2СДТ1УД |
|
- 1.5Х£тах |
-5(?д |
1,2Qmax |
»2Qmax |
|
Предельный шум2, кэВ |
— |
(0,1-1,0) Еш,дт О |
^■175(?д22 У7’ 1 ^ш.дт 1 |
(0,01—0,10)- |
||
О
ГОСТ 26222—86 Стр.
бозначения:Ua— амплитуда напряжения генератора, мВ; Сдг — емкость ППД, пФ;
£ш.дт — энергетический эквивалент шума ППД, кэВ; £тах— максимальная регистрируемая энергия, кэВ; Qmax— максимальный регистрируемый заряд, фКл; Q д — порог дискриминации, фКл; % — коэффициент преобразования, фКл-кэВ-’; Еш_ДТо — норма на энергетический эквивалент шума ППД, установленная в НТД.Основные параметры ЗУ — предельное изменение коэффициента передачи, вызванное изменением емкости ППД, энергетический эквивалент шума (далее — шум) и максимальная амплитуда входного сигнала должны соответствовать нормам, установленным в НТД на ППД конкретных типов, согласно табл. 1.
Требования к энергетическому эквиваленту шумов ЗУ должны, выполнять при соблюдении следующих условий:
емкость конденсатора, подключенного ко входу ЗУ, равна, максимальной емкости ППД;
напряжение, подаваемое от источника рабочего напряжения на вход установки, равно напряжению, подаваемому на ППД.
Рекомендуемые схемы зарядочувствительных входных каскадов и их основные шумовые характеристики приведены в справочном приложении 2.
Параметры t и t2 (черт. 2) переходной характеристики ЗУ при всех значениях амплитуд входных сигналов, указанных в табл. 1, должны быть в следующих пределах:
^=(0,75±0,15)т, (3)
/2=Д2,5±0,5)т, (4)
где т — постоянная времени формирования переходной характеристики, мкс.
Значение постоянной времени формирования переходной характеристики устанавливают в НТД на ППД из ряда: 0,05; 0,10; 0,20; 0,50; 1,00 с коэффициентом 10Z, мкс, где /=1 для спектрометрических и токовых ППД и 1 = 0 для остальных ППД.
В технически обоснованных случаях в НТД на ППД устанавливают параметры переходной характеристики, отличные от параметров, приведенных на черт. 2.
Переходные характеристики усилителей, предназначенных для измерения временных параметров, должны соответствовать требованиям, установленным в п. 12.2.
Если ППД имеет изолированный от электродов корпус, то место подключения корпуса ППД к измерительной схеме должно соответствовать указанному в НТД.
В конструкции установок или в их эксплуатационной документации должны быть предусмотрены меры, предотвращающие выход установок из строя при подключении к ним дефектных ППД, а также при смене ППД.
Способы задания полей ионизирующих излучений
Характеристики полей ионизирующих излучений, применяемых при измерениях радиометрических параметров ППД, должны соответствовать установленным в настоящем стандарте и НТД на ППД конкретных типов.
Основные справочные данные по применяемым радионуклидным источникам излучений приведены в справочном приложении 3.
Характеристики полей рентгеновского излучения должны соответствовать ГОСТ 8.348—79.
Плоскость излучающей поверхности источника непосредственного ионизирующего излучения и плоскость входного окна ППД располагают под углом 8, установленным в методах измерения конкретных параметров ППД, либо параллельно (0 = =0°). Оси симметрии источника непосредственно ионизирующего излучения и входного окна ППД должны находиться в одной плоскости.
Предел погрешности задания угла 0 не должен превышать ±3°.
Расположение источника ППД должно соответствовать приведенному на черт. 3.
Излучающая поверхность источника
_ 0—средний угол падения ионизирующего излучения; Pi—среднее расстояние между входным окном ППД и источником ионизирующего излучения
Черт. 3
Расстояние между центром входного окна ППД и излучающей поверхностью источника должно удовлетворять неравенству34
где pi — расстояние между центром входного окна ППД и излучающей поверхностью источника, мм;
1Л— максимальный размер входного окна ППД, мм;
/и — максимальный размер излучающей поверхности источника, мм.
При измерениях дискретной и аналоговой чувствительностей, а также дискретной эффективности регистрации ППД расстояние от излучающей поверхности источника до окружающих предметов в пределах полусферы, обращенной в сторону ППД, должно быть не менее Р1.
Измерения энергетического разрешения и энергетического эквивалента толщины мертвого слоя по альфа-излучению проводят при пониженном давлении, определяемом по формуле
, (6)
Л-₽1
где П — давление, Па;
г)о — нормированное значение энергетического разрешения, кэВ;
Л — коэффициент потерь энергии ионизирующего излучения, кэВ-мм^'-Па"1 (кэВ'ММ-1-мм рт. ст."1). Для альфа-излучения А,= 1,5-10"3 кэВ-мм"1-Па"1 (0,2 кэВ,мм"1,мм рт. ст."1);
