بررسي رفتار الكترونيكي يك مدار ديودي در معرض تابش براي آشكارسازي پرتوهاي گاما

Investigation of electronic behavior of an irradiated diode circuit for gamma radiation purposes

پرتوهای يون‌ساز می‌توانند آثار دائمی يا موقت بر عملكرد مدارهای الكترونيكی داشته باشند. آثار موقت كه در حين تابش‌دهی ظاهر شوند، می‌توان به‌عنوان نشانه‌ای از وجود پرتو يون‌ساز در محيط دانست كه برای آشكارسازی پرتو يون‌ساز مفيد هستند. در اين مطالعه، اثر فوتون‌های گاما بر جريان معكوس ديود در حالت باياس معكوس و مقايسۀ آن با همان جريان در حالت بدون تابش مورد بررسی قرار گرفت تا از اين طريق، امكان به‌كارگيری پيوند ديودی برای مصارف آشكارسازی بررسی شود. در مدار ديودی از يك ديود N4001به‌صورت سری با يك مقاومت بزرگ استفاده شده است. برای تأمين پتانسيل خارجی مدار ديودی از يك منبع تغذيه ولتاژ مستقيم گرديد. برای اندازه‌گيری جريان اشباع معكوس و تغييرات جريان ناشی از تابش پرتو گاما، ولتاژ در دو سر مقاومت اندازه‌گيری شد. نتايج نشان می‌دهند كه يك مدار سادۀ ديودی تحت تأثير تابش گاما دارای اختلاف معناداری در جريان اشباع معكوس خود، نسبت به حالت بدون تابش است؛ بنابراين، می‌توان تغييرات مشاهده‌شده در جريان اشباع معكوس را در گام سادۀ اول، به‌عنوان علامت وجود پرتو گاما در محيط در نظر گرفت.

The ionizing radiations are able to make either a permanent or temporarily damage in the electronic circuits. The temporary effects during irradiation can be used to detect the ionizing radiation. In this study a diode in reverse bias has been used to investigate the effects of ionization radiation on semiconductors. The variation of reverse current of diode has been monitored due to interaction of gamma with semiconductor material. The commercially available diode N4001 was used in serial connection with resistant. Results show the major effect of irradiation on diodes is the increase in reverse current. The increase in reverse bias current is linked to the creation of mid-gap states. It is possible to detect the gamma radiation using a simple diode circuit in reverse bias. Thus, a silicon diode can be thought of as a solid-state equivalent to an ionization-chamber radiation detector.