Design of analog front-ends for the RD53 demonstrator chip

Gaioni, L.; De Canio, F.; Nodari, B.; Manghisoni, M.; Rea, V.; Traversi, G.; Barbero, M. B.; Fougeron, D.; Gensolen, F.; Godiot, S.; Menouni, M.; Pangaud, P.; Rozanov, A.; Wang, A.; Bomben, M.; Calderini, G.; Crescioli, F.; Le Dortz, O.; Marchiori, G.; Dzahini, D.; Rarbi, F. E.; Gaglione, R.; Gonella, L.; Hemperek, T.; Huegging, F.; Karagounis, M.; Kishishita, T.; Krueger, H.; Rymaszewski, P.; Wermef, N.; Ciciriello, Fabio; Corsi, Francesco; Marzocca, Cristoforo; De Robertis, G.; Loddo, F.; Licciulli, Francesco; Andreazza, A.; Liberali, V.; Shojaii, S.; Stabile, A.; Bagatin, M.; Bisello, D.; Mattiazzo, S.; Ding, L.; Gerardin, S.; Giubilato, P.; Neviani, A.; Paccagnella, A.; Vogrig, D.; Wyss, J.; Bacchetta, N.; Della Casa, G.; Demaria, N.; Mazza, G.; Rivettin, A.; Da Rocha Rolo, M. D.; Comotti, D.; Ratti, L.; Vacchi, C.; Beccherle, R.; Bellazzini, R.; Magazzu, G.; Minuti, M.; Morsani, F.; Palla, F.; Poulios, S.; Fanucci, L.; Rizzi, A.; Saponara, S.; Androsov, K.; Bilei, G. M.; Menichelli, M.; Conti, E.; Marconit, S.; Passeri, D.; Placidi, P.; Monteil, E.; Pacher, L.; Paternò1, A.; Gajanana, D.; Gromov, V.; Hessey, N.; Kluit, R.; Zivkovic, V.; Havranek, M.; Janoska, Z.; Marcisovsky, M.; Neue, G.; Tomasek, L.; Kafka, V.; Sicho, P.; Vrba, V.; Vila, I.; Lopez morillo, E.; Aguirre, M. A.; Palomo, F. R.; Muñoz, F.; Abbaneo, D.; Christiansen, J.; Dannheim, D.; Dobos, D.; Linssen, L.; Pernegger, H.; Valerio, P.; Alipour Tehrani, N.; Bell, S.; Prydderch, M. L.; Thomas, S.; Christian, D. C.; Fahim, F.; Hoff, J.; Lipton, R.; Liu, T.; Zimmerman, T.; Garcia sciveres, M.; Gnani, D.; Mekkaoui, A.; Gorelov, I.; Hoeferkamp, M.; Seidel, S.; Toms, K.; De Witt, J. N.; Grillo, A.

The RD53 collaboration is developing a large scale pixel front-end chip, which will be a tool to evaluate the performance of 65 nm CMOS technology in view of its application to the readout of the innermost detector layers of ATLAS and CMS at the HL-LHC. Experimental results of the characterization of small prototypes will be discussed in the frame of the design work that is currentlyleadingtothedevelopmentofthelargescaledemonstratorchipRD53Atobesubmitted in early 2017. The paper is focused on the analog processors developed in the framework of the RD53 collaboration, including three time over threshold front-ends, designed by INFN Torino and Pavia, University of Bergamo and LBNL and a zero dead time front-end based on ﬂash ADC designed by a joint collaboratio nbetween the Fermilab and INFN.Thepaper will also discuss the radiation tolerance features of the front-end channels, which were exposed to up to 800 Mrad of total ionizing dose to reproduce the system operation in the actual experiment.

Design of analog front-ends for the RD53 demonstrator chip / Gaioni, L.; De Canio, F.; Nodari, B.; Manghisoni, M.; Rea, V.; Traversi, G.; Barbero, M. B.; Fougeron, D.; Gensolen, F.; Godiot, S.; Menouni, M.; Pangaud, P.; Rozanov, A.; Wang, A.; Bomben, M.; Calderini, G.; Crescioli, F.; Le Dortz, O.; Marchiori, G.; Dzahini, D.; Rarbi, F. E.; Gaglione, R.; Gonella, L.; Hemperek, T.; Huegging, F.; Karagounis, M.; Kishishita, T.; Krueger, H.; Rymaszewski, P.; Wermef, N.; Ciciriello, Fabio; Corsi, Francesco; Marzocca, Cristoforo; De Robertis, G.; Loddo, F.; Licciulli, Francesco; Andreazza, A.; Liberali, V.; Shojaii, S.; Stabile, A.; Bagatin, M.; Bisello, D.; Mattiazzo, S.; Ding, L.; Gerardin, S.; Giubilato, P.; Neviani, A.; Paccagnella, A.; Vogrig, D.; Wyss, J.; Bacchetta, N.; Della Casa, G.; Demaria, N.; Mazza, G.; Rivettin, A.; Da Rocha Rolo, M. D.; Comotti, D.; Ratti, L.; Vacchi, C.; Beccherle, R.; Bellazzini, R.; Magazzu, G.; Minuti, M.; Morsani, F.; Palla, F.; Poulios, S.; Fanucci, L.; Rizzi, A.; Saponara, S.; Androsov, K.; Bilei, G. M.; Menichelli, M.; Conti, E.; Marconit, S.; Passeri, D.; Placidi, P.; Monteil, E.; Pacher, L.; Paternò1, A.; Gajanana, D.; Gromov, V.; Hessey, N.; Kluit, R.; Zivkovic, V.; Havranek, M.; Janoska, Z.; Marcisovsky, M.; Neue, G.; Tomasek, L.; Kafka, V.; Sicho, P.; Vrba, V.; Vila, I.; Lopez morillo, E.; Aguirre, M. A.; Palomo, F. R.; Muñoz, F.; Abbaneo, D.; Christiansen, J.; Dannheim, D.; Dobos, D.; Linssen, L.; Pernegger, H.; Valerio, P.; Alipour Tehrani, N.; Bell, S.; Prydderch, M. L.; Thomas, S.; Christian, D. C.; Fahim, F.; Hoff, J.; Lipton, R.; Liu, T.; Zimmerman, T.; Garcia sciveres, M.; Gnani, D.; Mekkaoui, A.; Gorelov, I.; Hoeferkamp, M.; Seidel, S.; Toms, K.; De Witt, J. N.; Grillo, A.. - In: POS PROCEEDINGS OF SCIENCE. - ISSN 1824-8039. - (2016). (Intervento presentato al convegno 25th International workshop on vertex detectors, VERTEX 2016 tenutosi a La Biodola, Isola D’Elba, Italy nel September 26-30, 2016).