Caracterização elétrica de diodos PIN e MOS operando como sensores de raios X.

• Ano de defesa: 2023
• Autor(a) principal: Conceição, Marcelo Luiz Freitas da
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
• Palavras-chave em Português: Constant current mode for X ray detection; Diodo MOS; Diodo PIN; MOS diode; PIN diode; Radiografia; Sensor; X rays
• Link de acesso: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3140/tde-18102023-102838/

Neste trabalho, diodos do tipo PIN e do tipo MOS foram caracterizados eletricamente como detectores de raios X, visando novas aplicações para proteção radiológica e como pixel para radiografia digital direta. Um sistema de medidas isolado foi construído para proteger contra a radiação de raios X e extrair as características elétricas destes diodos, com o auxílio de um equipamento National 4155. Um tubo de raios X em miniatura (modelo Mini X da Amptek) foi usado para iluminar os diodos a 2 cm de distância. Como resultado, as respostas elétricas de corrente e tensão dos diodos, em função da tensão de polarização do tubo de emissão de raios X foram extraídas para fluxo de radiação típico na faixa de 0 a ~500 mSv/h. Foi observado que a resposta de corrente do diodo PIN, para polarização reversa de -5V, aumentou proporcionalmente de 0 a 40 nA, para a tensão de polarização do tubo de raios X, variando na faixa de 0 a 45 kV e correntes de filamento de até 100 A. Já no caso dos diodos MOS, não houve resposta elétrica apreciável de corrente além do ruído de fundo para polarização reversa de tensão na faixa de 0 a -5V. Por outro lado, para polarização por corrente constante de 200 nA, a resposta elétrica de tensão do diodo MOS aumentou proporcionalmente, de 0 a 0,5 mV, para a tensão de polarização do tubo de raios X variando na faixa de 0 a 45 kV e correntes elétricas de filamento de até 100 A. Foi mostrado que a operação no modo de corrente constante de polarização do diodo MOS, desenvolvido no presente trabalho, é um procedimento novo e alternativo, quando comparado com os procedimentos discutidos na literatura e a modelagem demonstrativa proposta mostra que a tensão elétrica média extraída como resposta no diodo MOS é uma medida proporcional à corrente elétrica média gerada durante a iluminação do dispositivo por raios X.