Silicon Pixel Detector

Silicon pixel detector (SPD) składa się z dwóch cylindrycznych warstw o promieniach 3.9cm i 7.6 cm od środka wiązki. Wygląd całości jest pokazany na rys. 1. [7]

      Rys.1 Wygląd całości SPD [7]                                                                   Rys.2 Zewnętrzny wygląd oraz przekrój SPD [5]

Lekka i sztywna konstrukcja z włókien węglowych rys.2 podtrzymuje zarówno warstwy detektorów, jak i system chłodzenia oraz okablowanie. Podstawową częścią detektora jest sektor. Cały SPD składa się z 10 sektorów rys. 3
Although the sector is a rigid object, in the numbering and naming conventions it is subdivided into two half-sector corresponding to detector sides “A” and “C”. This segmentation is important for the online conventions as both sides of one sector are readout separately.

    Rys. 3Prototyp pojedynczej deszczułki detektora[5]                Rys.4 Rozmieszczenie dwóch sektorów w przestrzeni [7]             

 Podstawowym elementem stukturalnym SPD jest "deszczółka"(klepka) składająca się z dwóch matryc czujników pixelowych i dołączonej elektroniki sczytującej. Aktywna powierzchnia całkowita każdej matrycy wynosi 12.8*69.6 mm2 i jest obsługiwana przez 5 chipów odczytujących. Odczyt jest kontrolowany przez multichip module(MCM) umieszczony na skraju każdej deszczółki. Wielowarstwowa magistrala łączy wszystkie elektroniczne elementy w jedną całość Rys.4

Rys. 5 Schemat deszczółki, pokazane są podstawowe komponenty: chipy sczytująceALICE1, matryce czujników pixelowych, MCM, magistrale oraz konstrukcje podtrzymującą z włókien węglowych. [7]

Pięć układów front-end ALICE1, każdy zawierający elektronikę zczytującą z matrycy 256x32  komórek jest przyklejonych do drabinki za pomocą technologii flip-chip. W sumie na detektor SPD składa się 60 "klepek" 240 drabinek i 9,8 miliona komórek. Dziesięć takich sektorów jest zmontowane razem dookoła rurki tworząc zamkniętą "beczkę".

Deszczółka jest ważnym obiektem z punktu widzenia całego systemu, wszystkie chipy należące do deszczółki mają połączone wyjścia dostarczając w sumie pojedynczy blok surowych danych do obróbki, jednak można uzyskać dostęp do każdego chipu oddzielnie, deszczółka jest także podstawowym modułem dla programów monitorujących i sterujących.

Sercem systemu jest chip ALICE1 przyklejony w technologii flip-chip do krzemowego detektora. Każdy chip składa sie z 8192 kanałów odczytujących zorganizowanych w matryce 256x32. Każdy kanał zawiera 5 jednobitowych rejestrów kontrolujących.