核电子学课后答案.doc

第一章 1.1 核电子学与一般电子学的不同在哪里？以核探测器输出信号的特点来说明。 在核辐射测量中，最基本的特点是它的统计特性、非周期性、非等值性，核电子学分析这种信号，经处理得到有用的信息。 1.4 当探测器输出等效电流源时，求此电流脉冲在探测器输出回路上的输出波形并讨论R0C0τ的情况。 V0(s) = I0(s)·[R0∥(1/sc)] = I0[1/(s+1/τ)]·[R0(1/sc0)/( R0+(1/sc0)) =( I0/ c0)·{1/[(s+1/τ) (s+1/ R0 c0)]} ∴ 当R0 c0τ时，τ－R0 c0≈τ ∴ 1.5 如图，设 ，求输出电压V(t)。 1.6 表示系统的噪声性能有哪几种方法？各有什么意义？输入端的噪声电压是否就是等效噪声电压？为什么？ ENV ENC ENN ENE η (FWHM)NE 不是 1.7 设探测器反向漏电流ID=10-8A，后级电路频宽为1MHz,计算散粒噪声相应的方根值和相对于ID的比值。 1.8 试计算常温下（设T=300K）5MΩ电阻上相应的均方根噪声电压值（同样设频宽为1MHz），并与1MHz能量在20pF电容上的输出幅值作比较。 ∵ ∴ 1.9 求单个矩形脉冲f（t）通过低通滤波器，RC=T，RC=5T，及RC=T/5，时的波形及频谱。 1.10 电路中，若输入电压信号Vi（t）=δ（t），求输出电压信号V0（t），并画出波形图，其中A=1为隔离用。 由，得： 1.12 设一系统的噪声功率谱密度为，当此噪声通过下图电路后，求A点与B点的噪声功率谱密度与噪声均方值。 对A点： , 噪声均方值： 对B点： ， 噪声均方值： 第二章 2.1 电荷灵敏前置放大器比电压灵敏前置放大器有什么优点？为什么把反馈电容称为积分电容，作用是什么？ 优点：VOM稳定性高，能用高能量分辨能谱系统 Cf起积分作用，当A很大时， 2.2 试对下图典型的电荷灵敏前置放大器电路在输入冲击电流I(t)=Q·δ(t)时， （1）求Vo(t)的一般表达式 （2）当Cf=1pF, Rf=109Ω时，画出大致波形并与Rf→∞时作比较。 （1） ∵ ∴ （2） RfCf=109×10-12=10-3(S) 2.4 一个低噪声场效应管放大器，输入等效电容Ci=10pF，输入电阻Ri=1MΩ，栅极电流IG=0.1μA，跨导gm=1mA/V，CgsCc，放大器频带Δf=10MHz，T=290K，1/f噪声可忽略，求输入端等效噪声。 输入电阻热噪声： Ig噪声： 沟道热噪声： ∴ 2.6 分析快电荷灵敏前置放大器， 画出简化框图 分别计算电荷和能量变换增益； （ω=3.6ev/电子空穴对，e=1.6×10-19库仑） 估算电路的开环增益 （gm=5mA/V, A3=0.98） 估算该前放的上升时间 （Ca=5pF, Ci=5pF） （2）ACQ=1/Cf=1×1012 V/C ACE=e/(Cfω)=44.4 mv/Mev （3）A0=gmR6/(1-A3)=750 （4）tr0=2.2RaCa/(1+A0F0)=2.2Ca(Ci+Cf)/gmCf=13.2 ns 2.7 讨论电荷灵敏、电压灵敏、电流灵敏三种前置放大器的特性，各适于哪方面的应用，为什么？ 电流灵敏前放输出快，对输出电流信号直接放大，常用作快放大器，但相对噪声较大，主要适用于时间测量系统。电荷灵敏前放和电压灵敏前放用于能谱测量系统，电荷灵敏前放比电压灵敏前放输出电压稳定性高，可用在能量分辨率较高的系统。 U t V(t) -Q/Cf t ∞ 10-3