Neste trabalho, diodos do tipo PIN e do tipo MOS foram caracterizados eletricamente como detectores de raios X, visando novas aplicações para proteção radiológica e como pixel para radiografia digital direta. Um sistema de medidas isolado foi construído para proteger contra a radiação de raios X e extrair as características elétricas destes diodos, com o auxílio de um equipamento National 4155. Um tubo de raios X em miniatura (modelo Mini X da Amptek) foi usado para iluminar os diodos a 2 cm de distância. Como resultado, as respostas elétricas de corrente e tensão dos diodos, em função da tensão de polarização do tubo de emissão de raios X foram extraídas para fluxo de radiação típico na faixa de 0 a ~500 mSv/h. Foi observado que a resposta de corrente do diodo PIN, para polarização reversa de -5V, aumentou proporcionalmente de 0 a 40 nA, para a tensão de polarização do tubo de raios X, variando na faixa de 0 a 45 kV e correntes de filamento de até 100 A. Já no caso dos diodos MOS, não houve resposta elétrica apreciável de corrente além do ruído de fundo para polarização reversa de tensão na faixa de 0 a -5V. Por outro lado, para polarização por corrente constante de 200 nA, a resposta elétrica de tensão do diodo MOS aumentou proporcionalmente, de 0 a 0,5 mV, para a tensão de polarização do tubo de raios X variando na faixa de 0 a 45 kV e correntes elétricas de filamento de até 100 A. Foi mostrado que a operação no modo de corrente constante de polarização do diodo MOS, desenvolvido no presente trabalho, é um procedimento novo e alternativo, quando comparado com os procedimentos discutidos na literatura e a modelagem demonstrativa proposta mostra que a tensão elétrica média extraída como resposta no diodo MOS é uma medida proporcional à corrente elétrica média gerada durante a iluminação do dispositivo por raios X.

In this work, PIN-type and MOS-type diodes were electrically characterized as X-ray detectors, aiming at new applications for radiological protection and as pixels for direct digital radiography. An isolated measurement system was constructed to protect against X-ray radiation and to extract the electrical characteristics of the PIN and MOS diodes with the aid of a National 4155 equipment. A miniature X-ray tube (Amptek Mini X model) was used to light the diodes 2 cm away. As a result, the electrical responses of the current and voltage of the diodes as a function of the X-ray tube bias voltage were extracted for typical X-ray flux in the range of 0 to ~500 mSv/h. It was observed that the electrical response of the PIN diode for -5V reverse bias increased proportionally from 0 to 40 nA for X-ray tube bias voltage ranging from 0 to 45 kV and filament currents up to 100 A. In the case of the MOS diodes, there was no appreciable of electrical response of current beyond the background noise for voltage reverse bias in the range of 0 to -5V. On the other hand, for constant current bias of 200 nA, the voltage response of the MOS diode increased proportionally from 0 to 0.5 mV for the X-ray tube bias voltage ranging from 0 to 45 kV and filament currents up to 100 A. It was shown that the operation in the voltage mode of the MOS diodes is a new and alternative procedure compared with the procedures discussed in the literature and it was the proposed a new modeling to show that the average electrical voltage extracted as voltage response in the MOS diode is a measure proportional to the average electrical current generated during the illumination of the device by X-rays.