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dc.contributor.author
Chavez, Claudio
dc.contributor.author
Haro, Miguel Sofo
dc.contributor.author
Lipovetzky, José
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dc.contributor.author
Chierchie, Fernando
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dc.contributor.author
Fernandez Moroni, Guillermo
dc.contributor.author
Paolini, Eduardo Emilio
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dc.contributor.author
Molina, Jorge Luis
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dc.contributor.author
Cancelo, Gustavo
dc.contributor.author
Tiffenberg, Javier
dc.contributor.author
Estrada, Juan
dc.date.available
2022-05-12T03:57:15Z
dc.date.issued
2020
dc.identifier.citation
A solution for future single-electron-counting fast-readout Skipper-CCD experiments: high channel density front-end electronics design and noise performance analysis; SPIE Future Sensing Technologies; Estados Unidos; 2020; 1-14
dc.identifier.isbn
9781510638617
dc.identifier.issn
0277-786X
dc.identifier.uri
http://hdl.handle.net/11336/157300
dc.description.abstract
The Skipper-CCDs, a special type of charge-coupled device (CCD) sensor that features sub-electron readout noise levels, was proposed decades ago. However, only in recent years it has been possible to develop large size Skipper-CCDs ensuring stable operation. Their extreme low noise operation makes them suitable for experiments that require low thresholds and high energy resolution, such as dark matter and neutrino interactions detection, and more recently quantum-imaging and astronomy. New experiments are planning to use kilograms of active silicon from Skipper-CCDs as sensitive mass. In this way, they can achieve extremely low detection thresholds and a high probability of particle interaction. However, this approach needs arrays of thousands of Skipper- CCDs operating at the same time imposing challenging requirements. Also, introduction of this technology in astronomy and quantum-imaging applications requires a large number of channels per sensor to speed up the readout. The front-end needs to be redesigned from scratch: it must achieve low noise performance, be simple for easy integration and allow the routing of thousands of channels out of the sensors with minimal connections. This paper presents a detailed analysis of options for the front-end electronics and their noise performance. It describes a novel way of using a dual-slope integrator with minimal components to pile up the charge of consecutive readouts of the same pixel in a concept that we call a multi-slope integrator. This reduces drastically the output bandwidth, simplifying the wiring and the warm electronics. These proposals will allow the generation of new scientific instruments based on Skippers-CCD arrays.
dc.format
application/pdf
dc.language.iso
eng
dc.publisher
SPIE
dc.rights
info:eu-repo/semantics/openAccess
dc.rights.uri
https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/2.5/ar/
dc.subject
CCD
dc.subject
Skipper
dc.subject
front-end electronics
dc.subject
low noise
dc.subject.classification
Ingeniería Eléctrica y Electrónica
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dc.subject.classification
Ingeniería Eléctrica, Ingeniería Electrónica e Ingeniería de la Información
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dc.subject.classification
INGENIERÍAS Y TECNOLOGÍAS
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dc.title
A solution for future single-electron-counting fast-readout Skipper-CCD experiments: high channel density front-end electronics design and noise performance analysis
dc.type
info:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.type
info:eu-repo/semantics/conferenceObject
dc.type
info:ar-repo/semantics/documento de conferencia
dc.date.updated
2022-04-21T17:13:20Z
dc.identifier.eissn
1996-756X
dc.journal.volume
11525
dc.journal.pagination
1-14
dc.journal.pais
Estados Unidos
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dc.journal.ciudad
Bellingham
dc.description.fil
Fil: Chavez, Claudio. Universidad Nacional de Asunción; Paraguay
dc.description.fil
Fil: Haro, Miguel Sofo. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Área de Energía Nuclear. Instituto Balseiro; Argentina
dc.description.fil
Fil: Lipovetzky, José. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Área de Energía Nuclear. Instituto Balseiro; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnología. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnología - Nodo Bariloche | Comisión Nacional de Energía Atómica. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnología. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnología - Nodo Bariloche; Argentina
dc.description.fil
Fil: Chierchie, Fernando. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Bahía Blanca. Instituto de Investigaciones en Ingeniería Eléctrica "Alfredo Desages". Universidad Nacional del Sur. Departamento de Ingeniería Eléctrica y de Computadoras. Instituto de Investigaciones en Ingeniería Eléctrica "Alfredo Desages"; Argentina
dc.description.fil
Fil: Fernandez Moroni, Guillermo. Fermi National Accelerator Laboratory; Estados Unidos
dc.description.fil
Fil: Paolini, Eduardo Emilio. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Bahía Blanca. Instituto de Investigaciones en Ingeniería Eléctrica "Alfredo Desages". Universidad Nacional del Sur. Departamento de Ingeniería Eléctrica y de Computadoras. Instituto de Investigaciones en Ingeniería Eléctrica "Alfredo Desages"; Argentina
dc.description.fil
Fil: Molina, Jorge Luis. Universidad Nacional de Asunción; Paraguay
dc.description.fil
Fil: Cancelo, Gustavo. Fermi National Accelerator Laboratory; Estados Unidos
dc.description.fil
Fil: Tiffenberg, Javier. Fermi National Accelerator Laboratory; Estados Unidos
dc.description.fil
Fil: Estrada, Juan. Fermi National Accelerator Laboratory; Estados Unidos
dc.relation.alternativeid
info:eu-repo/semantics/altIdentifier/url/https://doi.org/10.1117/12.2580121
dc.relation.alternativeid
info:eu-repo/semantics/altIdentifier/url/https://www.spiedigitallibrary.org/conference-proceedings-of-spie/11525/2580121/A-solution-for-future-single-electron-counting-fast-readout-Skipper/10.1117/12.2580121.short?SSO=1
dc.conicet.rol
Autor
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dc.coverage
Internacional
dc.type.subtype
Congreso
dc.description.nombreEvento
SPIE Future Sensing Technologies
dc.date.evento
2020-11-09
dc.description.paisEvento
Estados Unidos
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dc.type.publicacion
Book
dc.description.institucionOrganizadora
SPIE Future Sensing Technologies
dc.source.libro
Proceedings SPIE Future Sensing Technologies
dc.date.eventoHasta
2020-11-13
dc.type
Congreso
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