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Seminario di Elettronica 2° Anno Specializzazione Fisica Sanitaria Prof. M. De Spirito

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Seminario di Elettronica 2° Anno Specializzazione Fisica Sanitaria Prof. M. De Spirito - PowerPoint PPT Presentation


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Seminario di Elettronica 2° Anno Specializzazione Fisica Sanitaria Prof. M. De Spirito. Alberto Panese Luca Grimaldi.

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Presentation Transcript
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Seminario di Elettronica

2° Anno Specializzazione Fisica Sanitaria

Prof. M. De Spirito

Alberto Panese

Luca Grimaldi

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I rivelatori a stato solido possono essere costruiti con materiali semiconduttori, nei quali i livelli energetici degli elettroni meno legati mostrano la caratteristica struttura a bande dei cristalli.

è dell’ordine dell’ eV

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Un cristallo puro di Silicio può essere “drogato” in due modi: drogaggio di tipo p e drogaggio di tipo n.

Es. Silicio (tetravalente) drogato con Boro (trivalente) e Fosforo (pentavalente)

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Polarazzazione Inversa

Viene favorita la corrente di drift (pressoché costante)

Aumentando la tensione inversa si arriva ad una tensione detta di "breakdown“.

Polarizzazione Diretta

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Vantaggi rispetto alle camere a ionizzazione:

  • l’energia necessaria a produrre in media una coppia elettrone-lacuna è di 3,5 eV in silicio e 2,9 in germanio (10 volte minore che nei gas)

- risoluzioni elevate nella misura dell’energia, infatti a parità di energia persa la corrente raccolta è circa 10 volte maggiore di quanto non accada con la camera a ionizzazione

camera a ionizzazione di Wilson

- ridotte dimensioni fisiche del rivelatore (1000 volte più denso)

camera a bolle

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Caratteristiche del diodo:

  • dimensioni ridotte (superficie attiva 2-3 mm2) rispetto alle c.i.
  • robustezza maggiore rispetto alle c.i.
  • debole dipendenza dalla temperatura (ad es. 0.1%°C-1)
  • ma anche:
  • SSD (Source to Surface Distance)
  • diversi diodi per il tipo di radiazione Fotoni, Elettroni, Protoni
  • dipendenza dall’energia
  • dipendenza della ricombinazione dal Dose Rate
  • angolo di incidenza della radiazione (non isotropo ± 60°)
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MOSFET (Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)

tipo enhancement

tipo depletion

ID=F(VGS,VDS)

VGS>VT

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Vantaggi di un MOSFET

  • Alto livello di integrazione
  • Pochi fattori correttivi in uso clinico
  • regione attiva fino a 0.2 x 0.2 mm
  • usabili sia per fotoni che elettroni
  • indipendenza dal dose-rate
  • indipendenza dalla temperatura e dall’umidità
  • isotropia ( ±2% per 360°)
  • riproducibilità (< 3%)
  • leggerezza e flessibilità
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Svantaggi di un MOSFET

  • delicati
  • proporzionalmente alla dose assorbita dall’ossido del gate si modifica permanentemente la sua tensione di soglia
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I vantaggi dei MOSFET nelle applicazioni trovano uso nelle tecniche avanzate di trattamento:

· Brachiterapia

· IMRT

· Radiochirurgia (sostanze radioattive)

· TBI

· IORT

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Osservazione:

Con letture effettuate prima e durante l’irraggiamento si vede che la sensitivity della VThreshold alle radiazioni è una funzione della VGate e varia tipicamente da 1 a 3 mV/cGy.