Análisis de Ruido para un Detector de Partículas de Silicio con Multiplicación Interna

La multiplicación interna de portadores en un detector de partículas permite una reducción en la contribución de ruido del amplificador siguiente. Sin embargo, la multiplicación de portadores introduce ruido adicional de dos fuentes. Primero, la naturaleza estadística del proceso de multiplicación da lugar a variaciones en la magnitud de las multiplicaciones de portadores. Segundo, como señaló Shockley, las fluctuaciones espaciales estadísticas inherentes a la densidad de impurezas dentro de la capa de carga espacial de una unión p-n conducen a fluctuaciones locales correspondientes del voltaje de ruptura en avalancha Vb. Con un sesgo por debajo de Vb, esto corresponde a fluctuaciones locales del factor de multiplicación M. Se evalúa la significancia de ambas fuentes de ruido. Se encuentra que, en general, la multiplicación mejorará la resolución de energía solo para la detección de partículas de baja energía y para valores moderados de M. Los hallazgos se ilustran con cálculos detallados para una unión de silicio que tiene un voltaje de ruptura de 30 voltios y un grosor correspondiente de la capa de carga espacial de 1.3 micrones, apropiado para la detección de partículas de baja energía.