Développement d'un capteur à pixels CMOS pour un dosimètre spatial embarqué de faible poids et avec une dissipation de puissance minimale
Langue Anglais
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Auteur : Zhou, Yang
Date de soutenance : 23-09-2014

Directeur(s) de thèse : Hu, Yann - Baudot, Jérôme

Président : Paindavoine, Michel
Rapporteur(s) : Pohl, Martin
Membre(s) du jury : Barbier, Rémi - Dorvaux, Olivier

Établissement de soutenance : Strasbourg
Laboratoire : Institut pluridisciplinaire Hubert Curien (Strasbourg ; 2006-....)
École doctorale : École doctorale Physique et chimie-physique (Strasbourg ; 1994-....)
 
Discipline : Instrumentation et microélectronique
Classification : Sciences de l'ingénieur, Physique

Mots-clés libres : Très miniaturisé moniteur de rayonnement dans l'espace, CPS (CMOS pixel sensor), ASIC (Application Specific Integrated Circuit)
Mots-clés :
  • Capteurs d'images CMOS
  • Dosimètres
  • Industrie spatiale
  • Microélectronique
  • Simulation par ordinateur
Résumé : Cette thèse porte sur le développement d'un capteur de pixel monolithique CMOS utilisé pourl’identification et le comptage des particules ionisés dan l’espace avec un flux élevé. Un nouveauconcept pour l’identification de l’espèce des particules proposé dans la présente étude, est basésur l'analyse des amas de particules déclenchés. Pour valider ce nouveau concept, un capteur detaille complet, qui comprend la matrice de pixel sensible aux particules ionisés signal, une chaînede traitement du signal analogique, un convertisseur analogue numérique de 3 bits, et untraitement du signal numérique a été conçu dans un processus de 0.35 μm. Le capteur sortiedirectement des informations de flux à travers 4 canaux avec un débit de données très faible(80 bps) et dissipation d’énergie minimale (~ 100 mW). Chaque canal représente particules avecdifférentes espèces et les énergies. La densité maximum de flux mesurable est jusqu'à 108particules/cm2/s (coups s'accumulent < 5%). Un prototype à échelle réduite a été fabriqué et testéavec trois types d'illumination de rayonnement (rayons X, les électrons et laser infrarouge). Tousles résultats obtenus valident le nouveau concept proposé. Un moniteur de rayonnement spatialtrès miniaturisé basé sur un capteur de pixel CMOS peut être prévu. Le moniteur peut présente lesmêmes performances que les compteurs actuels, mais avec une dissipation de puissance réduited'un ordre de grandeur qu'un poids, un volume d'encombrement et un coût moindre. En outre, enraison de ses sorties de haut niveau et faible débit de données, aucune traitement supplémentairedu signal dehors du capteur est nécessaire, ce qui le rend particulièrement attrayant pour desapplications dan les petits satellitaires.
 
Type de contenu : Text
Format : PDF
 
Entrepôt d'origine : STAR : dépôt national des thèses électroniques françaises
Identifiant : 2014STRAE021
Type de ressource : Thèse