JPH0533356B2

JPH0533356B2 -

Info

Publication number: JPH0533356B2
Application number: JP13549284A
Authority: JP
Inventors: Yoshihiko Kumazawa
Original assignee: Shimadzu Corp
Current assignee: Shimadzu Corp
Priority date: 1984-06-30
Filing date: 1984-06-30
Publication date: 1993-05-19
Also published as: JPS6114590A

Description

【発明の詳細な説明】 (イ) 産業上の利用分野この発明は半導体放射線検出装置に関し、この
半導体放射線検出装置は理工学の分野核医学の分
野等で使用される。

(ロ) 従来技術 CdTeやHgI₂等の化合物半導体（半絶縁物も含
む）素子を用いた常温用放射線検出器では、一般
に正孔の易動度μhが電子の易動度μe比較して著
しく小さいため、電荷収集時間すなわち前置増幅
器（プリアンプ）の出力信号の立ち上り時間放射
線吸収位置に依存して大きなばらつきを示す。特
に、60KeV程度以上のγ線を陽極か陰極のどち
らか一方の側から入射させて測定する場合に、検
出効率の観点から結晶の厚さ（電極間距離）また
は空乏層の厚さが0.5mm程度以上であることを必
要とし、印加電圧に限界があるため上記傾向が顕
著になる。このような信号を主増幅器で波形整形
および増幅した後にマルチチヤンネルアナライザ
（以下MCAと略す）で波高分析すると、以下の２
つの原因により全エネルギ吸収ピークの波高分布
は低エネルギ側に尾を引いて非対称となり（第７
図ａ参照）、良いエネルギ分解能を得ることが難
しい。

μh・τh積（τh；正孔の平均寿命）が小さい、
すなわち正孔の正孔捕獲中心に捕獲され易いこ
とに起因する電荷収集の不完全性。

波形整形回路の出力波高の入力信号立ち上り
時間に対する依存性。

このうちに関しては結晶素子固有の性質であ
り、結晶の質の良否つまり正孔捕獲中心の濃度に
よつてτhが大きく異なる。これについては (1) 阪井英二；「HgI₂放射線検出器の現状」応用
物理、46(10)1034（1977）などを参照されたい。

は純粋に電子回路の応答特性の問題であり、
選択する波形整形回路（フイルタ）の種類とその
整形時定数に依存する。

つぎに、第５図〜第９図を用いてもう少し詳し
く説明する。第５図に示すように、常温用放射線
検出器１は、CdTeやHgI₂等の化合物半導体素子
１１を放射線検出素子として用いて構成され、陰
極１２と陽極１３とを伴なつて構成される。通常
は高抵抗型CdTeやHgI₂の場合、半絶縁性のため
素子１１は結晶自身であり、両電極１２，１３は
アカダツク塗布または金属蒸着（HgI₂の場合は
PdまたはGe蒸着）で形成され、低抵抗型CdTe
の場合は素子１１は表面障害型またはpn接合型
である。したがつて前者の場合は結晶全体が有感
層であるのに対して、後者の場合有感層は空乏層
である。陰極１２には負バイアス電圧が印加さ
れ、陽極１３は前置増幅器（プリアンプ）２に接
続され、電圧信号Vpが得られる。さらに主増幅
器（波形整形増幅器）３を経てエネルギ信号Ve
に変換され、たとえばMCAなどでの波高分析が
可能となる。

説明の便宜上、検出器１が平行平板状電極では
さまれ、陽極１３から直流結合で信号が取り出さ
れる場合について図示したが、他の構成の場合も
同様である。

有感層の厚さを１、放射線が吸収された位置の
陰極１２からの距離をｘとすると、ｘ／１が充分
小さい領域での放射線事象に関しては、正孔の移
動距離が短く、電子の移動による信号が主体とな
り、電荷収集時間が短く、電荷収集も完全であ
る。しかしｘ／１がより大きい事象に関しては、
正孔の移動距離が長くなるため、電荷収集時間が
長くなり、前記原因つまり電荷収集の不完全性
も顕著となる。この傾向は前置増幅器２の出力信
号の波高値Vpmaxのｘ／１依存性として第６図
実線のように表わすことができる。なお、第６図
の横軸としては、吸収位置情報ｘ／１の代りに、
電荷収集時間つまり前置増幅器２の出力信号の立
ち上り時間trに換算して表わしてもよい。

さらに、波形整形増幅器３は、前記原因つま
り入力信号の立ち上り時間依存性を持つており、
通常は入力信号波高一定の条件で入力信号の立ち
上り時間を大きくすると出力信号波高Vemaxが
低くなる傾向を持つ。すなわち、立ち上り時間が
大きい程、VemaxVpmaxが小さくなるため、
Vemaxのｘ／１（またはtr）依存性はたとえば第
６図の１点鎖線のように示される。

単一エネルギγ線を照射してこのようなエネル
ギ信号Veを波高分析すると、第３図ａに例示す
るように全エネルギ吸収ピークは低エネルギ側に
尾を引いた非対称分布を示す。第３図ｂ〜ｄは、
放射線の吸収位置によつて波高分布が異なること
を示し、ｘ／１が大きい程前エネルギ吸収ピーク
が低エネルギ側にシフトしていることを示す。

波形整形増幅器３について説明すると、その機
能としては、主に「増幅作用」、「回路雑音の低
減」、「計数率特性向上のための短いパルス幅の形
成」および「処理のし易い形状のパルスの形成の
４つを挙げることができる。ここで「処理のし易
い形状」とは、たとえば波高分析を行なう場合に
は特にパルスのピーク部が時間軸に対して比較的
平担であることを意味する。増幅器３に用いられ
る波形整形回路（フイルタ）には種々あり、それ
ぞれ「増幅作用」以外の３つの機能に関して一長
一短がある。回路雑音は主に半導体検出器と前置
増幅器の入力段に起源し、直列雑音、並列雑音、
フリツカ雑音、その他に分類される。波形整形回
路の整形時定数（以下時定数と略す）は、フイル
タの種類によつて多少定義が異なるが、どのフイ
ルタについても一般に時定数が小さい程直列雑音
が増大し、時定数が大きい程並列雑音が増大する
傾向を持ち、両者が同程度となるような時定数を
選択したときに全回路雑音は最少となる（フリツ
カ雑音は時定数に依存しない）。一方、時定数が
大きい程dead timeが長くなり、計数率特性が低
下するため、通常は回路雑音の低減と計数率特性
との間の妥協により時定数を選択する。

しかし、電荷収集時間のばらつきが大きくて前
記原因つまり波形整形回路の固定波高のtr依存
性が無視できない場合は、その影響を小さく抑え
るために時定数（たとえばピーク到達時間）を電
荷収集時間のばらつきに比較して充分長い値に設
定することが必要となり、雑音最小の条件を満た
す時定数を必ずしも選択できないという問題およ
び計数率特性が低下するという問題を引き起す。

通常は波形整形回路に準ガウス形フイルタ（一
般に微分回路１段と積分回路多段の組合せで構成
される）を使用する例が多いが、これは比較的簡
単な回路構成で良好な回路雑音の低減化が得られ
るためである。すなわちこれは第９図のように、
波形整形増幅器として、微分回路および増幅器３
１と積分回路および増幅器３２とで構成した増幅
器３０を用いるもので、微分回路および増幅器３
１には通常CR微分回路１段が用いられ、特にポ
ールゼロキヤンセレーシヨンが使われている場合
が一般的である。積分回路および増幅器３２で
は、積分回路にRC積分回路またはローパスアク
テイブフイルタが使用されるのが一般的で、積分
が１段の場合もあれば数段またはそれ以上に相当
するフイルタの場合もある。なお、積分回路およ
び増幅器３２にはベースラインリストアラが含ま
れている場合が多く、他に、増幅器３０内にパイ
ルアツプリジエクシヨン回路等が含まれている場
合も多い。しかし、この場合、前記原因の依存
性が比較的大きいという欠点を持つ。たとえば、
準ガウス形フイルタに関するVemax／Vpmaxの
tr依存性の例を第８図の１点鎖線ａ，a′，a″で示
すが、このようにａ，a′，a″の順で時定数（ピー
ク到達時間）が大きくなつている。

また、単一遅延線クリツピングフイルタは、同
程度の時定数条件で比較すると、前記原因の依
存性が非常に小さいという特徴を持つが、本質的
に回路雑音が大きいという欠点を持つ。

一方、大容量同軸型Geの検出器のように電荷
収集時間にばらつきが生じる系（前記原因のよ
うな電荷収集の不完全性はほとんど認められない
よいうな場合）に関して、時間変化型フイルタの
一種である疑似台形フイルタ、つまり準ガウスフ
イルタで整形した信号をさらにゲート積分器で一
定時間積分する方法を使用することにより、短に
時定数で前記原因の依存性をほとんどなくすこ
とを可能とし、良好なエネルギ分解能と計数率特
性が得られたという報告がある。これについて
は、たとえば、 (2) V.Radeka；“Trapezoidal Filtering of
Signal from Large Germanium Detectors
at High Rates.” IEEE Trans.Nucl.Sci.、NS−19(1)412
（1982） (3) F.S.Goulding、et al.；“Signal Processing
for Semiconductor Detectors.” IEEE Trans.Nucl.Sci.、NS−29(3)1125
（1982）などに詳しい。

なお、比較のため、疑似台形フイルタに関する
Vemax／Vpmaxのtr依存性の例を第８図実線
で示す。但しこれは同図ａに示した準ガウス形フ
イルタの出力を一定時間積分した場合を示し、積
分時間の程度のtrまでVemax／Vpmaxはほぼ一
定である。この時のdead timeは同図ａよりは長
くなりa′と同程度であつた。

以上述べたような化合物半導体素子を用いた常
温用放射線検出器の前記原因およびによるエ
ネルギ分解能の劣化を回路的に改善する方法とし
て、基本的に２通りの方法が考えられる。すなわ
ち、第７図を用いて説明すると、 [A] 第７図ｂのようなｘ／１が充分小さい事象
に関してのみ計測する、 [B] 第７図においてｂ，ｃ，ｄとｘ／１が大き
くなるにしたがつて全エネルギ吸収ピークが低
エネルギ側にシフトしているのであるから、
ｘ／１が大きい事象程大きな増幅度でVemax
を増幅する（またはｘ／１とVemaxの両者の
関数である補正量をVemaxに加減算する）こ
とにより補正して、補正後のエネルギ信号波高
に関しては全エネルギ吸収ピークがｘ／１にあ
まり依存しないようにする、の２等りの改善方法が考えらる。

改善方法[A]については、たとえば (4) L.T.Jones；“The Use of Cadmium
Telluride γ Spectrometer is Monitroring
Activity Deposited in Nuclear Power
Statios” Rev.Phys.Apl.、12、379（1977）などに紹介されているように、放射線入射位置の
深さ情報ｘ／１として、前置増幅器の立ち上り時
間trを各事象毎に測定し、立ち上り時間trが遅い
信号に関しては除去する方法である。しかしなが
ら、このような方法[A]はエネルギ分解能が著し
く向上する代りに検出効率を大幅に低下させる欠
点を有する。

これに対して改善方法[B]は、検出効率をほと
んど低下させずにエネルギ分解能を向上させる効
果を持つ。これについては、 (5) R.Kurz；“Ａ Novel Pulse Processing
System for Hgl₂ Detectors.” Nucl.Instr.and Meth.、150、91（1978） (6) M.Finger、et al.；“Energy Resolution
Enhancement of Mercuric Iodide
Detectors.” IEEE Trans.Nucl.Sci.、NS−31(1)348
（1984）の２件の報告がある。

文献(5)の方法は、文献(4)と同様で、放射線入射
位置の深さ情報ｘ／１として、前置増幅器の立ち
上り時間trを各事象毎に測定している。しかし、
単一遅延線クリツピングフイルタを使用するため
回路雑音が大きく、また回路の複雑化（２個の
Constant Fraction DiscriminatorとTime−to
−Amplitude Converterが必要）等の問題があ
る。

文献(6)の方法では、前置増幅器の出力を準ガウ
ス形フイルタ（時定数が大きい）と速いパルス処
理回路の２種類の波形整形増幅器にそれぞれ入力
し、前者の出力信号Ｓ［slow］と後者の出力信号
Ｓ［fast］の比を用いて放射線入射位置の深さ情
報ｘ／１を求め、Ｓ［slow］を補正する。速いパ
ルス処理回路では、ほとんど電子の移動による信
号のみが得られるように、前置増幅器の出力信号
の立ち上り初めから50nsec程度経過した点から約
100nsecの間を積分するように構成されている。
したがつてｘ／１が大きい事象程Ｓ［fast］／Ｓ
［slow］比は小さくなる傾向を持つ。しかし、速
にパルス処理回路の構成が複雑で、また比較的低
エネルギのγ線（たとえば60KeV〜140KeV）の
測定に関しては、誤差が大きくなり易いという欠
点を有する。

なお、文献(5)および文献(6)の方法において、実
際には前記原因の影響がほとんど効かないよう
に、各フイルタの時定数は充分大きな値に設定さ
れている。

以上の説明においては、便宜上、正孔の正孔捕
獲中心からの離脱に関して省略したが、現実には
その離脱の影響により問題はもう少し複雑であ
る。しかし、その場合も基本的には改善方法[A]
または[B]で改善されることは同様で、[B]の場合
に補正の強度や補正のｘ／１に対する非線形性が
多少異なる程度である。

(ハ) 目的この発明は、常温用放射線検出器として化合物
半導体素子を用いた場合に生じる、電荷収集の不
完全性（上記）および波形整形回路の応答の立
ち上り時間依存性（上記）に起因するエネルギ
分解能の劣化を、検出効率を低下させることなし
に改善することのできる半導体放射線検出装置を
提供することを目的とする。

(ニ) 構成この発明の半導体放射線検出装置では、常温用
放射線検出器として化合物半導体を用い、前置増
幅器の出力を、微分手段と積分手段との組合せか
らなる準ガウス形フイルタを含む波形整形増幅器
に入力し、上記準ガウス形フイルタの微分手段の
出力に関する信号波高を利用して各事象毎の電荷
収集時間情報つまり放射線入射装置の深さ情報を
得、これに応じて各事象毎に上記波形整形増幅手
段の出力信号波高を補正することにより電荷収集
の不完全性に起因するエネルギ分解能の劣化を改
善する。

(ホ) 実施例第１図において、常温用放射線検出器１および
前置増幅器２については、第５図と同様である。
また、第１図の微分回路および増幅器１３１と積
分回路および増幅器１３２は、第９図の微分回路
および増幅器３１と積分回路および増幅器３２に
それぞれ類似しており、全体として準ガウス形フ
イルタを含んだ増幅器が構成される。微分回路お
よび増幅器１３１の出力Vdは、遅延回路および
増幅器１００とトリガ発生回路１０１にそれぞれ
入力される。トリガ発生回路１０１はたとえば短
い時定数の微分回路とベースラインリストアラ、
コンパレータ等を用いたデイスクリミネータと、
パルス発生回路と、スレツシヨルド電圧供給回路
等で構成され、信号Vdまたはその微分信号がス
レツシヨルドレベルを越えたときのみトリガパル
スＴを出力する。なお、トリガ発生回路１０１に
上記構成例のリーデイングエツジトリガ法やゼロ
クロツシング法を用いてもよいが、遅延線等を用
いてコンスタントフラクシヨンタイミング法を用
いてもよい。トリガパルス信号Ｔはタイミング制
御回路１０２に入力され、後述のタイミング信号
ａ〜ｄが適当なタイミングでそれぞれ出力され
る。また、パイルアツプ事象を検出・除去する機
能やある事象に関する信号を処理中に次の事象に
関する信号が発生した場合に処理を受け付けない
機能も備わつているものとする。

一方、信号Vdは遅延回路および増幅器１００
を経て一定時間遅延された後、積分回路および増
幅器１３２と増幅器１３３とに入力され、信号
Vg，Vd′が出力される。特に、上記微分回路お
よび増幅器１３１の時定数（これは通常積分回路
および増幅器１３２の時定数と合致している）よ
りも短い時定数の微分回路を増幅器１３３の中に
含めると、信号Vd′のパルス幅が短くなり、電荷
収集時間trが比較的小さい範囲でのtrの揺らぎに
大して信号Vd′の波高が高感度となる（ただし雑
音は相対的に増加する）。信号Vd′，Vgはタイミ
ング信号ａおよびｂに制御される（たとえばリセ
ツト信号やゲート信号等が制御される）ピーク検
出・ホールド回路すなわちパルスストレツチヤ回
路１４０，１４１にそれぞれ入力され、信号波高
Vd′max、Vgmaxが各々出力される。信号
Vd′max、Vgmaxはそれぞれ除算器１１０に入
力され、Vd′max／Vgmaxに比例した信号が出
力され、タイミング信号ｃによつてサンプルホー
ルド回路１５１に取り込まれ、保持される。サン
プルホールド回路１５１の出力は、非線形増幅器
１１１を経て非線形変換された後に、サンプルホ
ールド回路１５０の出力とともに乗算器１１２に
入力され、両者の積に比例する信号が出力され
る。さらに乗算器１１２の出力信号はサンプルホ
ールド回路の出力信号とともに加算器１１３に入
力され、得られた加算信号はタイミング信号ｄに
よつてサンプルホールド回路およびドライバ１５
２に取り込まれ、保持されて、エネルギ信号
CORR.Vgが得られる。

なお、信号CORR.VgをMCAで破高分析する
用途等では、タイミング制御回路１０２から
MCA GATE信号が出力されるように構成する。

動作原理は次の通りである。補正前のエネルギ
信号波高Vgmaxに対して補正後のエネルギ信号
CORR.Vgは式で表わされる。

CORR.Vg＝Vgmax｛１＋ｆ（tr）｝＝Vgmax＋Vgmax・ｆ（tr） … ここでｆ（tr）は補正系数で、前述の放射線入
射位置の深さ情報ｘ／１に関数つまり電荷収集時
間trの関数である。たとえばVgmaxのtr依存性
が第６図のVemaxのtr依存性曲線で表わされる
とすれば、第２図ａに示すような関数ｆ（tr）を
式に用いて補正すれば前記原因の電荷収集の
不完全性および原因の波形整形回路応答のtr依
存性に起因するエネルギ分解能の劣化を改善でき
る。ところで、微分回路および増幅器１３１の出
力信号の波高値Vdmaxはたとえば第８図（なお、
この場合第８図の縦軸はVdmax／Vpmax（相対
値）と読み換える）の点線ｃで示されるようなtr
依存性を持ち（ただし、同図ａ，a′，a″の場合と
同様で、微分時定数によつて異なることになる
が、この曲線ｃは曲線ａと同程度の時定数の場合
を示す）、Vgmaxよりも大きなtr依存性を示す。
さらに増幅器１３３の中に短い時定数の微分回路
が含まれている場合には、その出力信号の波高値
Vd′maxは、たとえば第８図点線ｄで示されるよ
うなtr依存性を持つ（なお、この場合第８図の縦
軸はVd′max／Vpmax（相対値）と読み換える）。
このような場合のＲ≡ｋ・Vd′max／Vgmax … は、たとえば第２図ｂに示されるようなtr依存性
を示し、放射線入射位置の深さ情報ｘ／１または
電荷収集時間trを表わすパラメータとして使用で
きる（ただし係数ｋはtr０の事象に関してｋ・
Vd′max＝Vgmaxとなるように与えられてい
る）。すなわち、ｆ（tr）を式のＲの関数Ｐ(R)と
して表わすことができ、たとえば第２図ａおよび
ｂより、第２図ｃに示されるような非線形曲線が
得られる。

第１図に関して説明すれば、除算器１１０の出
力は式のＲに比例しており、非線形増幅器１１
１を通してＰ(R)＝ｆ（tr）に比例する信号に変換
され、乗算器１１２によつて式のVgmax・ｆ
（tr）に相当する信号が得られるわけである。

以上はひとつの実施例を示すものであり、この
発明の趣旨を逸脱しない範囲で構成的に種々の変
更が可能である。

たとえば、積分回路および増幅器１３２は増幅
器１３３に比べて一般に伝搬時間が長いので、遅
延回路および増幅器１００を共通とせずに積分回
路および増幅器１３２の方が増幅器１３３よりも
早く入力されるよう構成してもよい。

また、ピーク検出・ホールド回路１４０，１４
１の出力Vgmax、Vd′maxの各々を、一度別の
サンプルホールド回路に取り込み保持してから除
算器１１０およびサンプルホールド回路１５０に
入力するように構成してもよい。

さらに、第２図ｃの曲線は第２図ｄのように表
現できる。すなわち、 ΔR≡１−Ｒ＝（Vgmax−ｋ・Vd′max）／Vgmax … とおくと補正係数ｆ（tr）をΔRの関数Ｑ（ΔR）と
して表わすことができる。この構成例としては第
１図で除算器１１０の前に減算器を設けることに
より除算器１１０の出力を式のＲの代りに式
のΔRに比例するようにし、非線形増幅器１１１
の応答を第２図ｄのように入力に対して単調増加
な関数にすればよい。

この変形例の第１近似として、第２図ｄのよう
なＱ（ΔR）を比較的小さなΔRの範囲において、
次式が成立すると仮定する。

Ｑ（ΔR）≡ｆ（tr）≒α・ΔR … ここでαは比例係数である。式に式と式
とを代入することにより、 CORR.Vg ≒Vgmax＋α（Vgmax−ｋ・Vd′max） ≡CORR.Vg′ … が得られる。この構成例を第３図に示す。ピーク
検出・ホールド回路１４０，１４１については第
１図と同様であり、トリガパルス信号Ｔがタイミ
ング制御回路２０２に入力されることにより、各
タイミング信号ａ，ｂ，d′およびMCA GATE信
号が適当なタイミングでそれぞれ出力される。
VgmaxとVd′maxの両信号は減算器２１４に入
力され、（Vgmax−ｋ・Vd′max）に比例する信
号が得られる。この信号はVgmaxとともに加算
器２１３に入力されて式に相当する演算が行な
われ、その出力はタイミング信号d′によつてサン
プルホールド回路およびドライバ２５２に取り込
まれ、保持されてエネルギ信号CORR.Vg′が得ら
れる。たとえ第２図ｄの実線の曲線のように補正
の精度を高くしても、本質的にΔRが大きい範囲
に関しては補正の誤差が大きく、信頼性に乏しい
ということと、第１図に比べて第３図のように乗
算器、非線形増幅器等が不要なため回路構成が非
常に簡単となることから、この近似法は大変有効
である。

また、別の変形例としては波形整形増幅器に、
準ガウス形フイルタとゲート制御積分器を組合せ
た、疑似台形フイルタを使用してもよい。その場
合、第８図の実線ｂで示されるように、前記原因
つまり波形整形回路応答のtr依存性は大変小さ
いので、エネルギ分解能の劣化の原因は主に前記
原因つまり電荷収集の不完全性である。この変
形例を第４図に示す。積分回路および増幅器１３
２、増幅器１３３およびピーク検出・ホールド回
路１４１については第１図と同様であり、トリガ
パルス信号Ｔがタイミング制御回路３０２に入力
されることによりタイミング信号ａ，bg，br，
ｃ，ｄ（またはd′）およびMCA GATE信号等の
各々が適当なタイミングでそれぞれ出力される。
積分回路および増幅器１３２の出力信号Vgはゲ
ート制御積分器１６０に入力され、一定時間積分
されて、信号Vgiが得られる。ここでゲート制御
積分器１６０は、図に示すようにタイミング信号
bgでゲートスイツチが制御され、タイミング信
号brでリセツトスイツチが制御されるように構成
すれば、ホールド機能も備えるようにすることが
できる。また、ゲート制御積分器１６０の前に電
圧電流変換器を設ければ、入力信号の広い範囲に
関して積分の直線性が改善される。なお、信号
Vgiの処理に関しては、第１図や第３図の信号
Vgmaxと同様であり、つまり信号Vgiと信号
Vd′maxの関係から信号Vgiを補正してエネルギ
信号が得られる。

さらに、第１図のような構成において、準ガウ
ス形フイルタの微分回路段（通常ゼロポールキヤ
ンセレーシヨンを含む）を微分回路および増幅器
１３１の中だけに限定して説明してきたが、準ガ
ウス形フイルタの時定数τを可変とする場合に信
号Vdが（したがつて信号Vd′も）時定数τに応
じて変化するため、使用上不都合が生じる場合が
ある。したがつて微分回路および増幅器１３１の
微分回路段の時定数τ₀を固定とし、積分回路およ
び増幅器１３２には時定数τが可変な微分回路段
および積分回路段を含めて、全体として時定数τ
がτ≦τ₀の範囲で可変な準ガウス形フイルタとな
るように構成してもよい。

(ヘ) 効果この発明によれば、化合物半導体素子を用いた
常温用放射線検出器において、電荷収集の不完全
性（前述の原因）および波形整形回路応答の入
力信号立ち上り時間依存性に起因するエネルギ分
解能の劣化（前述の原因）を、検出効率をほと
んど低下させずに改善することができる。しか
も、これが比較的簡単な回路構成で可能である。
特に素子を１次元的または２次元的に配列して位
置検出を行なう用途に効果的である。また、単一
遅延線クリツピングフイルタを用いた場合に比べ
て回路雑音が小さい。さらに、前述の原因に関
しても補正するため時定数を余分に長くする必要
がないので、高い計数率特性が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例のブロツク図、第
２図ａ，ｂ，ｃ，ｄは実施例の説明のためのグラ
フ、第３図および第４図は変形例をそれぞれ示す
ブロツク図、第５図および第９図は従来例のブロ
ツク図、第６図、第７図ａ，ｂ，ｃ，ｄおよび第
８図は従来例を説明するためのグラフである。１…常温用放射線検出器、１１…化合物半導体
素子、１２…陰極、１３…陽極、２…前置増幅
器、３…主増幅器（波形整形増幅器）、３０…準
ガウス形フイルタを用いた波形整形増幅器、３
１，１３１…微分回路および増幅器、３２，１３
２…積分回路および増幅器、１００…遅延回路お
よび増幅器、１０１…トリガ発生回路、１０２，
２０２，３０２…タイミング制御回路、１１０…
除算器、１１１…非線形増幅器、１１２…乗算
器、１１３，２１３…加算器、１３３…増幅器ま
たは微分回路および増幅器、１４０，１４１…ピ
ーク検出・ホールド回路、１５０，１５１…サン
プルホールド回路、１５２，２５２…サンプルホ
ールド回路およびドライバ、２１４…減算器、１
６０…ゲート制御積分器。

Claims

【特許請求の範囲】１化合物半導体を検出素子に用いた常温用放射
線検出手段と、前置増幅手段と、微分手段と積分
手段との組合せからなる準ガウス形フイルタを含
む波形整形増幅手段と、上記微分手段の出力に関
する信号波高と上記波形整形増幅手段の出力信号
波高を比較することにより各事象毎の電荷収集時
間情報を得る手段と、上記電荷収集時間情報に応
じて各事象毎に上記波形整形増幅手段の出力信号
波高を補正することにより電荷収集の不完全性に
起因するエネルギ分解能の劣化を改善する補正手
段とを有する半導体放射線検出装置。２上記波形整形増幅手段は、上記準ガウス形フ
イルタの出力に関する信号をゲート積分器で一定
時間積分する構成の疑似台形フイルタを含むこと
を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の半導体
放射線検出装置。３上記電荷収集時間情報を得る手段は、上記微
分手段の出力をさらに短い時定数の微分回路に入
力して得られたパルス信号の波高と上記波形整形
増幅手段の出力信号波高を比較することを特徴と
する特許請求の範囲第１項記載の半導体放射線検
出装置。