Dipl.-Ing. Michael Gnade :

Digitale CMOS-Photodetektormatrizen mit integrierten A/D-Wandlern

Dissertation angenommen durch: Universität Duisburg-Essen, Campus Duisburg, Fakultät für Ingenieurwissenschaften, Abteilung Elektrotechnik und Informationstechnik, 2004-02-09

BetreuerIn: Prof. Bedrich J. Hosticka , Universität Duisburg-Essen, Campus Duisburg, Fakultät für Ingenieurwissenschaften, Abteilung Elektrotechnik und Informationstechnik

GutachterIn: Prof. Bedrich J. Hosticka , Universität Duisburg-Essen, Campus Duisburg, Fakultät für Ingenieurwissenschaften, Abteilung Elektrotechnik und Informationstechnik
GutachterIn: Prof. Dr.-Ing. Walter Geisselhardt , Universität Duisburg-Essen, Campus Duisburg, Fakultät für Ingenieurwissenschaften, Abteilung Elektrotechnik und Informationstechnik

Schlüsselwörter in Deutsch: Abtastung Quantisierung Architektur MASH-Modulator Offsetkompensation Schalter-Kondensator Sinc-Filter FIR-Filter Übertragungsfunktion
Schlüsselwörter in Englisch: sampling quantization architecture MASH-modulator offset-compensation switched-capacitor sinc-filter FIR-filter transfer-function

  
   
 Klassifikation     
    Sachgruppe der DNB: 620 Ingenieurwissenschaften
  
   
 Abstrakt     
   

Abstrakt in Deutsch

Im Bereich der radiologischen Diagnostik, speziell für die computergestützte Tomographie wird eine große Anzahl von Photodetektorelementen (sog. Pixel) zum Aufbau eines Flächendetektors für Röntgenstrahlung benötigt. Diese Pixel sollten eine möglichst hohe Empfindlichkeit aufweisen, einen möglichst großen Dynamikbereich abdecken und über ein hohes Signal-Rausch-Verhältnis verfügen. Ferner ist eine direkte Digitalisierung der Signale im Pixel wünschenswert. Um diesen Anforderungen gerecht zu werden, wurden digitale CMOS-Pixel, die einen speziellen Photodioden-Typ und einen einschleifigen Sigma-Delta-Modulator enthalten, entwickelt, theoretisch analysiert, gefertigt und charakterisiert. Der Aufbau erfolgte als Matrix, bestehend aus 4x4 digitalen CMOS-Pixeln mit einer Fläche von je 1mm². Zur Signalverarbeitung wird das Konzept eines Mehrkanal-Dezimationsfilters vorgestellt.

Abstrakt in Englisch

In the field of radiological diagnostics, especially for the computed tomography a large number of photodetector elements (so called Pixels) is needed to assemble a large-area X-Ray-sensitive detector. These pixels should provide very high sensitivity, a very large dynamic range and a high signal-to-noise-ratio. Moreover, an in-pixel digitization of the signals is desired. To meet these specifications, a digital CMOS-Pixel comprising a special type of photodiode and a single-loop sigma-delta-modulator was developed, theoretically analyzed, fabricated and characterized. A matrix of 4x4 digital CMOS-pixels with each of them consuming an area of 1mm² has been fabricated. For further signal processing the concept of a multichannel decimation filter is presented.