Sviluppo di un circuito integrato con filtro a gated integrator per lettura di silicon photomultiplier per applicazioni SPECT

L'obiettivo del presente lavoro di tesi è la realizzazione di un circuito integrato analogico di front-end in tecnologia CMOS 0.35 µm per la lettura e il filtraggio a gated integrator di segnali provenienti da Silicon Photomultipliers (SiPMs), una recente tecnologia che sta assistendo ad un rapido sviluppo e che rappresenta un potenziale successore dei fototubi moltiplicatori. Il circuito qui presentato nasce come evoluzione di un precedente circuito impiegante un semplice filtraggio RC per applicazioni di rivelazione di radiazione gamma; si pone come obiettivo il fornire migliori prestazioni di risoluzione energetica con conseguente aumento della qualità di imaging. Esso rappresenta un prototipo a singolo canale per verificare gli effettivi miglioramenti introdotti dal filtro gated integrator rispetto al circuito con filtraggio RC per procedere successivamente alla realizzazione di una versione multicanale da utilizzare come circuito di front-end per moduli di rivelazione che saranno impiegati in un apparato SPECT/MRI, nel contesto del progetto europeo INSERT. Si procederà dapprima con la presentazione del progetto INSERT e con una breve discussione sui fotorivelatori impiegati (SiPM), limitatamente agli aspetti legati allo sviluppo dell'elettronica. In seguito verranno riportate le considerazioni che hanno motivato la scelta del gated integrator quale filtro più adatto alla nostra applicazione. Infine si descriverà il circuito realizzato e si mostreranno i risultati ottenuti mediante simulazioni Cadence.