A low-noise CMOS amplifier for medical imaging

Abstract

A presente dissertação aborda o projecto de um frontend analógico integrado para sincronização e amplificação de sinais produzidos por um fotomultiplicador de silício. A solução proposta pretende possibilitar medidas de tempo com resoluções na ordem dos picosegundos, para implementação em equipamentos compactos dedicados à Tomografia por Emissão de Positrões, com capacidade para medida do tempo de voo de fotões (TOFPET). O canal de frontend completo foi implementado em tecnologia CMOS 130nm, e compreende blocos de préamplificação, integração de carga, equilíbrio dinâmico do ponto de operação, bem como circuitos geradores de correntes de referência, para uma área total em silício de 500x90 μm. A discussão de resultados é baseada em simulações póslayout, e as linhas de investigação futuras são propostas.

An analogue CMOS frontend for triggering and amplification of signals produced by a silicon photomultiplier (SiPM) is proposed. The solution intends to achieve picosecond resolution timing measurements for compact timeofflight Positron Emission Tomography (TOFPET) medical imaging equipments. A 130nm technology was used to implement such frontend, and the design includes preamplification, shaping, baseline holder and biasing circuitry, for a total silicon area of 500x90 μm. Postlayout simulation results are discussed, and ways to optimize the design are proposed.