Brevet FR3059494A1 — publié le 20180601

Circuit amplificateur de charges à gain de conversion élevé Domaine de l'invention L'invention se situe dans le domaine des détecteurs matriciels de rayons X à comptage de photons, et s'intéresse plus particulièrement aux amplificateurs de charges pour de tels détecteurs. Etat de la Technique II est connu qu'un photon qui est absorbé dans un matériau semi- conducteur crée une quantité de charges qui est proportionnelle à l'énergie du photon. Chaque pixel d'une matrice d'un détecteur de photons est doté d'un amplificateur de charges qui produit en sortie une tension proportionnelle à la charge incidente. Les signaux issus de la détection de photons doivent être suffisamment amplifiés par l'amplificateur de charge pour être traités. Il existe des dispositifs qui permettent d'amplifier des signaux issus de la détection de photons. Le brevet U.S. 6,054,705 de Carroll présente un dispositif qui amplifie les impulsions produites par la détection de photons. Le circuit d'amplification comprend un étage pré-amplificateur de gain unitaire non-inverseur, permettant d'intégrer la charge sur la capacité du détecteur. Le gain de conversion charge/tension de cette configuration étant faible quand la capacité du détecteur est importante, elle ne convient pas à la détection de petites charges. Or il est nécessaire que l'amplificateur de charges ait un gain de conversion charge/tension très élevé pour permettre la détection de photons de faible énergie. 2 3059494 Il est connu des solutions permettant d'augmenter le gain de conversion des amplificateurs. La demande de brevet U.S. 2013/0256542 Al de Soh et al. présente des variantes d'implémentation de circuits permettant d'ajuster 5 le gain de conversion d'un amplificateur de charge, variantes basées sur l'utilisation de une à plusieurs capacités mises en parallèle et commandées par interrupteurs. Cependant, une amplification élevée du gain de conversion doit être maîtrisable avec une précision fine. Or, il n'existe pas de solution 10 connue offrant la maitrise d'une grande amplification de petites charges, de l'ordre de quelques centaines d'électrons. La présente invention répond à ce besoin. Résumé de l'invention 15 Un objet de la présente invention est de proposer un circuit amplificateur de charges à gain charge/tension très élevé dont la valeur du gain est maitrisable et reproductible avec une haute précision. Une utilisation avantageuse du circuit de l'invention est celle des 20 détecteurs matriciels de rayons X à comptage de photons. Ainsi, le circuit de l'invention trouvera des applications dans les secteurs de l'imagerie médicale, l'imagerie visible, les applications de synchrotron, le domaine de la sécurité ou encore le tri de produits industriels. 25 Plus généralement, la solution proposée peut être utilisée dans tout domaine nécessitant l'usage d'un amplificateur de charges à haute sensibilité, comme par exemple les capteurs de téléphones portables ou les capteurs médicaux. Dans un mode de réalisation préférentiel, un dispositif amplificateur de charges comprend : 3 3059494 - un amplificateur en tension qui reçoit une tension d'entrée Vin' et délivre une tension de sortie Vout'; couplé à - une boucle de rétroaction qui est connectée entre la sortie et l'entrée de l'amplificateur. Le dispositif est caractérisé en ce que la boucle 5 de rétroaction comprend une première capacité connectée en série avec un circuit diviseur de tension, la première capacité ayant une première borne connectée à l'entrée de l'amplificateur et une deuxième borne définissant un point intermédiaire de tension connectée à une première borne du circuit diviseur de tension. Une deuxième borne du circuit 10 diviseur de tension est connectée à la sortie de l'amplificateur, et comprend des éléments capacitifs agencés pour que la tension au point intermédiaire soit inférieure à la tension de sortie de l'amplificateur. Dans un mode réalisation, le circuit diviseur de tension comprend 15 deux capacités connectées en série entre la sortie de l'amplificateur et la masse, le point milieu des deux capacités étant connecté au point intermédiaire de tension. Dans une implémentation, le diviseur de tension comprend une 20 troisième capacité variable connectée entre le point intermédiaire de tension et une tension de polarisation variable. Dans une variante de réalisation, la troisième capacité du diviseur de tension est une diode en polarisation inverse. 25 Selon les réalisations, la première capacité est une capacité variable, dont la valeur est déterminée par la tension de polarisation appliquée à ses bornes. 30 Dans d'autres réalisations, la capacité du diviseur de tension connectée entre le point intermédiaire de tension et la masse est une 4 3059494 capacité variable connectée entre le point intermédiaire de tension et une tension de polarisation. Avantageusement, une ou plusieurs des capacités de la boucle de 5 rétroaction sont des capacités variables. Avantageusement, les capacités variables sont des varactors de type MOS. Les capacités du dispositif sont en technologie CMOS. Selon une implémentation, le diviseur de tension comprend de plus 10 un interrupteur pour activer ou désactiver la capacité connectée entre le point intermédiaire de tension et la masse. Le diviseur de tension peut comprendre un agencement de capacités combinant les différentes variantes revendiquées. 15 Le dispositif peut comprendre un deuxième diviseur de tension connecté en série au premier diviseur de tension. L'invention couvre aussi un détecteur matriciel à comptage de zo photons comprenant au moins un dispositif tel que revendiqué. Description des figures Différents aspects et avantages de l'invention vont apparaitre en 25 appui de la description d'un mode préféré d'implémentation de l'invention mais non limitatif, avec référence aux figures ci-dessous : La figure 1 est un exemple d'un circuit amplificateur de charges connu ; La figure 2 est un exemple d'un circuit permettant d'amplifier le 30 gain de conversion de l'amplificateur de charges connu de la figure 1; 5 3059494 La figure 3 illustre schématiquement le principe du circuit amplificateur de charges à gain de conversion élevé de l'invention; La figure 4 illustre un premier mode de réalisation du circuit de l'invention ; 5 Les figures 5a à 5f illustrent des variantes du diviseur de tension de la figure 4; La figure 6 illustre un second mode de réalisation de l'invention. Description détaillée de l'invention 10 La figure 1 est un exemple d'un circuit 100 amplificateur de charges connu. L'exemple est pris pour un amplificateur de tension inverseur 102 à contre-réaction négative, dont le gain intrinsèque en tension 'G' (noté - IGI sur la figure) est donné par l'équation 'G = Vout/Vin' où Vout est la tension en sortie du circuit et Vin la tension appliquée en 15 entrée. Une capacité 104, notée 'Cf' est connectée entre l'entrée Vin et la sortie Vout pour produire l'effet d'une contre-réaction négative. Sous l'effet de la contre-réaction négative, l'entrée de l'amplificateur est considérée comme une masse virtuelle, et toute charge 'Qin' créée à zo l'entrée de l'amplificateur, suite à la détection d'un photon par exemple, est alors intégrée sur la capacité Cf. En prenant pour hypothèse que le gain intrinsèque en tension de l'amplificateur est infini, le gain de conversion `Gc' est calculé selon l'équation (1) suivante : 25 Gc = Ivoutl Qin 1 (1) = - Cf Ainsi, le gain de conversion charge/tension d'un tel amplificateur est entièrement défini par la capacité de contre-réaction 'Cf'. En se basant 6 305 94 94 sur l'équation (1), il ressort que pour augmenter le gain de conversion, il faut réduire la capacité de contre-réaction 'Cf'. Les technologies CMOS actuelles offrant des capacités métalliques minimales de l'ordre de 10 fF, le gain conversion qui peut être obtenu, 5 calculé selon l'équation (2) suivante, peut être de l'ordre de 16 mV/ke- : Gc = Ivout I (mv) a = 16 mV/ke- (2) Qin(ke- = Cf où `q' est la charge élémentaire. Or, pour les applications nécessitant de détecter de petites charges, de l'ordre de quelques centaines d'électrons, tel que cela se 10 produit dans les détecteurs de rayons X, le gain de conversion doit être très élevé, au moins 10 fois supérieur à cette valeur, soit un gain requis de l'ordre de 160 m V/ke-. Ce type de circuit n'est alors pas applicable pour les applications recherchées. 15 Pour diminuer la valeur de la capacité de contre-réaction, il est possible de créer une capacité de contre-réaction uniquement à partir de capacités parasites. Une capacité parasite peut être celle se créant entre deux métaux, ou bien entre les terminaux d'un transistor. Un inconvénient de cette solution est qu'il n'est pas possible de maîtriser la valeur absolue 20 de cette capacité parasite, qui peut varier considérablement d'un pixel à l'autre, d'un lot de fabrication à un autre, ou encore d'une technologie à une autre. La figure 2 illustre un exemple d'un circuit 200 permettant 25 d'amplifier le gain de conversion d'un amplificateur de charges 102 comme celui de la figure 1. Pour des raisons de simplification, les éléments identiques entre les figures portent les mêmes références. Dans l'exemple de la figure 2, la capacité de contre-réaction 204 est constituée d'une pluralité de capacités (C1, ..., Cn) connectées en 30 série. Les capacités sont des capacités standard de valeur minimale. 7 3059494 Pour obtenir une capacité de contre-réaction effective de 1fF, conduisant à un gain de l'ordre de 160 m V/ke-, l'homme du métier comprend qu'il faut connecter en série 10 capacités standard d'une valeur 10 fF chacune. Ces capacités occupent une surface importante, et ce 5 pour chaque amplificateur qui est utilisé dans un détecteur. Il ressort donc un inconvénient de cette solution qui est qu'elle est consommatrice de surface car elle requière un grand nombre de capacités à coupler en série pour obtenir un gain très élevé pour les applications visées. De plus, les noeuds qui existent entre chaque capacité sont des 10 noeuds dits flottants, il y a alors 'N-1' noeuds flottants pour 'N' capacités standards connectées en série. Or les noeuds flottants sont facilement contaminés par le bruit de couplage venant de signaux voisins, amenant ainsi un inconvénient supplémentaire à ce type de solution. 15 La figure 3 illustre schématiquement le principe général de l'invention qui consiste à agencer plusieurs éléments dans une boucle de rétroaction qui vont produire l'effet d'une seule capacité de rétroaction équivalente de très faible valeur. Le circuit comprend un amplificateur en tension 102, recevant une zo tension d'entrée Vin et délivrant une tension de sortie Vout. Une boucle de rétroaction 300 est connectée entre la sortie et l'entrée de l'amplificateur, et comprend en combinaison série, une première capacité `C1' (302) couplée à un agencement capacitif 304. L'agencement capacitif opère comme diviseur ou atténuateur de tension. Les composants 25 capacitifs sont choisis tels que la tension V1 au noeud intermédiaire entre la première capacité 302 et le circuit atténuateur de tension 304, est inférieure à la tension de sortie Vout, selon l'équation (3) : 8 305 94 94 V OU T V1 = A (3), où 'A' est un coefficient strictement supérieur à 1, et est déterminé par l'agencement des capacités du circuit diviseur de tension. En reprenant l'hypothèse précédente que le gain en tension de 5 l'amplificateur est infini, la charge 'Qin' reçue en entrée de l'amplificateur est alors intégrée sur la capacité C1, et la tension intermédiaire V1 au noeud intermédiaire s'exprime selon l'équation (4) suivante : Qin V1 = (4). Ci A partir des équations (3) et (4), la tension de sortie 'Vaut' peut 10 alors s'exprimer en fonction de la charge en entrée 'Qin', et le gain de conversion `Gc' se définir selon l'équation (5) suivante: Gc = IvQoutl = L x A = -1 (5) ci Ceq où l'ensemble formé par la première capacité 302 et le diviseur de tension 15 304 est ramené à une capacité équivalente `Ceq' : cl Ceq = -A (6). La solution proposée permet ainsi de réaliser une capacité de contre-réaction de très faible valeur, en utilisant un nombre limité de capacités, pour obtenir avec maîtrise un gain d'amplification très élevé. Le zo circuit de l'invention qui permet une grande amplification de petites charges est particulièrement adapté à la détection de faibles signaux, comme les photons de faibles énergies. Sans départir du principe de l'invention, l'amplificateur de tension 102 peut être remplacé par un amplificateur transconductance, où la 25 sortie de l'amplificateur est un courant et non une tension. Dans une variante de réalisation, l'amplificateur peut être un amplificateur 9 3059494 différentiel, et la contre-réaction est appliquée à l'entrée négative de l'amplificateur, l'entrée positive étant reliée à une tension fixe. Selon les implémentations, les charges qui sont intégrées sur la capacité équivalente de contre-réaction peuvent être évacuées par 5 l'intermédiaire d'une résistance ou d'une source de courant par exemple, mise en parallèle du circuit de contre-réaction. L'homme du métier comprend que ces exemples ne sont pas limitatifs et que d'autres techniques peuvent être implémentées pour l'évacuation des charges. 10 La figure 4 illustre un premier mode de réalisation du circuit de l'invention où le circuit diviseur de tension 404 est constitué de deux capacités en série (406, 408) dont le point milieu est connecté à la première capacité 402 au noeud intermédiaire V1. Les autres bornes des deuxième `C2' et troisième `C3' capacités (406, 408) du diviseur de 15 tension sont respectivement connectées à la sortie de l'amplificateur pour `C2' et à la masse pour `C3'. La tension Vin' en entrée de l'amplificateur se comportant comme une masse virtuelle, il existe un circuit diviseur de potentiel entre la tension de sortie 'Vout' et la tension `V1' du point intermédiaire commun 20 au trois capacités. La tension intermédiaire s'exprime selon l'équation (7) suivante : C2 V1 = VOUt c1 + C2 + C3 (7) A partir des équations (3) et (4), la tension de sortie 'Vout' peut 25 alors s'exprimer en fonction de la charge en entrée 'Qin', et le gain de conversion `Gc' se définir selon l'équation (8) suivante: Gc I vout I = 1 ci + c2+ c, 1 I C1 x = (8) Qin C2 Ceq 10 3059494 où l'ensemble des trois capacités, de par leur agencement particulier en `T' est ramené à une capacité équivalente `Ceq' qui se définit selon l'équation (9) suivante : C1 x c2 Ceq = (9) C 1 + C2 + C3 5 Avantageusement, la troisième capacité `C3' étant représentée dans l'équation (9) seulement au dénominateur, il est possible d'augmenter sa valeur afin de diminuer la valeur totale de la capacité équivalente `Ceq'. Ainsi, à titre d'exemple non limitatif, pour avoir une capacité i.o équivalente `Ceq' égale à 1 fF, les capacités 'C1' et `C2' peuvent être égales chacune à 10 fF et la capacité `C3' être égale à 80 fF. L'homme du métier peut décliner d'autres combinaisons des trois capacités selon le gain de conversion souhaité. Avantageusement, chaque capacité a une valeur facilement reproductible, offrant ainsi une stabilité au circuit de 15 l'invention. Les figures 5a à 5f illustrent des variantes du diviseur de tension de la figure 4 selon des modes de réalisation du circuit de l'invention. Dans la variante de la figure 5a, le diviseur de tension comprend 20 de plus une capacité `C4' variable connectée entre le point intermédiaire et une tension de polarisation `V4' variable permettant ainsi d'ajuster la valeur du gain de conversion. La valeur de la capacité équivalente de la contre-réaction est alors : Cl x C2 (10). Ceq = C 1 + C2 + C3 +C4 25 Dans la variante de la figure 5b, la capacité `C4' de la figure 5a est remplacée par une diode 'D4' en polarisation inverse, pour polariser le point intermédiaire qui est normalement flottant. C'est la valeur `CD4' de la 11 3059494 capacité de la diode qui entre dans le calcul de la capacité équivalente de la contre-réaction, qui est alors égale à : Ceq = Cl X C2 C 1 + C2 + C3 +CD4 (1 1 ). La variante de la figure 5c reprend le diviseur de tension de la 5 figure 5a ou 5b, mais la première capacité 'Cl ' extérieure au diviseur de tension est remplacée par une capacité variable. La valeur de la capacité variable est déterminée en fonction de la tension à ses bornes. La variante de la figure 5d reprend le circuit de la figure 5b dans lequel la capacité `C2' du diviseur de tension est une capacité variable 113 dont la valeur est déterminée en fonction de la tension à ses bornes. La variante de la figure 5e reprend le circuit de la figure 4, où la capacité `C3' du diviseur de tension est une capacité variable. Dans cette variante d'implémentation, la boucle de rétroaction est vue comme un circuit comprenant trois capacités (Cl, C2, C3) agencées en forme de 'T'. 15 Les première et deuxième capacités 'Cl ' et `C2' son connectées en série entre l'entrée et la sortie de l'amplificateur, et la troisième capacité `C3' formant le pied vertical du 'T' est une capacité variable. Elle est connectée par une borne au point intermédiaire des première et deuxième capacités (502, 506) et par l'autre borne à un générateur de 20 tension pouvant délivrer une tension variable `V3'. Dans un mode d'implémentation préférentielle, la capacité variable des différentes variantes est de type MOS, et est aussi nommée MOSCap ou 'MOS varactor' (pour acronyme de « variable reactor »). Un MOS varactor est un composant de la technologie CMOS, dont la capacité 25 varie selon la tension appliquée. Il présente la particularité de se comporter comme un condensateur dont la valeur de la capacité varie avec la tension appliquée à ses bornes. Alternativement, la capacité variable peut être une diode Varicap. 12 3059494 En fonctionnement, en faisant varier la tension `V3' ou `V4' selon les variantes d'implémentation, la capacité `C3' ou `C4' varie et la capacité équivalente `Ceq' varie. Il en résulte que le gain de conversion `Gc' de l'amplificateur varie. 5 Avantageusement, les modes de réalisation avec capacité variable permettent de moduler le gain de conversion par l'intermédiaire d'une tension contrôlée. Ces modes de réalisation permettent d'optimiser le gain de l'amplificateur pour une application donnée. 10 Dans une variante d'implémentation, l'ajustement de la tension aux bornes du varactor peut être réalisé par pixel pour la matrice de pixels d'un même détecteur, permettant alors de corriger la dispersion de gain d'un pixel à l'autre, et aboutir à une réponse matricielle plus uniforme. Dans une autre variante, il est possible de faire varier le gain de 15 conversion d'un pixel à l'autre. Ainsi, pour un même seuil de détection, chaque pixel détecte une gamme d'énergie de photon différente. La figure 5f présente une variante de réalisation du diviseur de tension de la figure 4, dans laquelle un interrupteur 510 est inséré en 20 série avec la troisième capacité `C3'. Cette configuration permet de définir deux gains de conversion, selon que l'interrupteur est bloqué ou passant. Dans l'état passant de l'interrupteur, la capacité équivalente de la boucle de contre-réaction correspond à celle du circuit de la figure 4 dans l'équation (9). Dans l'état bloqué de l'interrupteur, la capacité `C3' est 25 déconnectée et la capacité équivalente de la boucle de contre-réaction cl x C2 est égale à : C, = (12). _g c i ± c.2 La figure 6 illustre un mode de réalisation de l'invention pour lequel la capacité de contre-réaction équivalente est obtenue par un 30 agencement total de cinq capacités. Selon le principe général de 13 3059494 l'invention, une première capacité 'Cl ' (602) est connectée par une première borne à l'entrée 'Vin' de l'amplificateur 102 et par une seconde borne à une borne d'un circuit diviseur de tension 604, par un point intermédiaire `V1'. L'autre borne du circuit diviseur de tension est 5 connectée à la sortie 'Vout' de l'amplificateur 102. Dans cette configuration, le diviseur de tension 604 comprend quatre capacités `C2 à C5' agencées par paire (C2, C3) et (C4, C5), chaque paire créant un diviseur de tension semblable à celui de la figure 4. La première paire (606, 608) est connectée entre le point intermédiaire `V1' et un second 10 point intermédiaire `V2', et la deuxième paire (607, 609) est connectée entre le deuxième point intermédiaire `V2' et la sortie 'Vout' de l'amplificateur 102. En reprenant pour hypothèse que le gain de l'amplificateur est infini, la valeur de la capacité équivalente s'obtient par le calcul suivant : C2 in 15 V1 = Qin et V1 = V2 avec cl Ci ±C2 ±C3 C4 V2 = Vout OÙ C4 +C5 +Cx C2 (C1 + C3) CX - Ci + C2 + C3 De ces équations, on obtient : l'out _ c4+c5+cx c1+c2+c3 1 1 X X - = - d'où la valeur de la Qin - C4 C2 C1 Ceq capacité équivalente est : C1 X C2 X C4 Ceq - C2 (C1 + C3)1 [C1 + C2 + C3] X[C4 + C.5 + Ci + C2 + C3 20 Bien que requérant plus de capacités que la configuration de base à trois capacités, cette configuration offre l'avantage pour obtenir une capacité équivalente de faible valeur d'occuper moins de surface. 14 3059494 En effet, en prenant pour exemple d'obtenir une capacité équivalente de 1 fF, il est possible de choisir les valeurs suivantes : -C1 = C2 = C3 = C4 = 10 fF, et C5= 16,6 fF. En utilisant l'architecture principale à 3 capacités en forme de T, la 5 même valeur de capacité équivalente est obtenue pour les valeurs suivantes : -C1 = C2 = 10 fF et C3 = 80 fF. En considérant que pour une capacité métallique, la valeur de la 10 capacité est proportionnelle à la surface, si une capacité de 10 fF occupe So de surface, alors une capacité de 100 fF occupera 10 x So de surface. Dans l'exemple à double diviseur de tension, la surface totale `S1' occupée par les cinq capacités est de : 15 Si=So+So+So+So+1.6 So= 5.6 SO Dans l'exemple à un seul diviseur de tension, la surface totale `S2' occupée par les trois capacités est de : 20 S2=So+So+ 8 So =1 0 So Ainsi, l'architecture à 5 capacités permet une économie en surface de 44% par rapport à l'architecture à 3 capacités pour l'exemple choisi. 25 La présente description illustre différentes implémentations non limitatives de l'invention. Les exemples ont été choisis pour permettre une bonne compréhension des principes de l'invention, mais ne sont en rien exhaustifs et doivent permettre à l'homme du métier d'apporter des modifications et des variantes d'implémentation tout en conservant les 30 mêmes principes, par exemple sur le nombre et les valeurs des 15 3059494 capacités, sur la combinaison des agencements de capacités fixes et variables pour la première capacité et le diviseur de tension. De plus, le circuit de contre-réaction négative de l'invention peut être utilisé dans d'autres architectures que pour des amplificateurs de 5 charge. Ainsi, il peut être utilisé par exemple pour des amplificateurs de tension, des intégrateurs de tension ou encore des filtres. 10 16 REVENDICATIONS1. Un dispositif amplificateur de charges comprenant : - un amplificateur en tension (102), recevant une tension d'entrée Vin' et délivrant une tension de sortie 'Vaut': et - une boucle de rétroaction (300) connectée entre la sortie 'Vout' et l'entrée Vin' de l'amplificateur; le dispositif étant caractérisé en ce que la boucle de rétroaction comprend une première capacité (302) connectée en série avec un circuit diviseur de tension (304), la première capacité ayant une première borne connectée à l'entrée Vin' de l'amplificateur et une deuxième borne définissant un point intermédiaire de tension `V1' connectée à une première borne du circuit diviseur de tension, une deuxième borne du circuit diviseur de tension étant connectée à la sortie 'Vout' de l'amplificateur, le circuit diviseur de tension comprenant des éléments capacitifs agencés pour que la tension `V1' au point intermédiaire soit inférieure à la tension de sortie 'Vout' de l'amplificateur. 2. Le dispositif selon la revendication 1 dans lequel le circuit diviseur de tension (404) comprend deux capacités (406, 408) connectées en série entre la sortie de l'amplificateur et la masse, le point milieu des deux capacités étant connecté au point intermédiaire de tension V1'. 3. Le dispositif selon la revendication 1 ou 2 dans lequel le diviseur de tension (504) comprend une troisième capacité variable (510) connectée entre le point intermédiaire de tension `V1' et une tension de polarisation variable V4'. 17 3059494 4. Le dispositif selon la revendication 3 dans lequel la troisième capacité du diviseur de tension est une diode 'D4' en polarisation inverse. 5 5. Le dispositif selon les revendications 3 ou 4 dans lequel la première capacité (302, 402, 502) est une capacité variable, dont la valeur est déterminée par la tension de polarisation appliquée à ses bornes. 10 6. Le dispositif selon la revendication 4 dans lequel la capacité (508) du diviseur de tension connectée entre le point intermédiaire de tension et la masse est une capacité variable connectée entre le point intermédiaire de tension `V1' et une tension de polarisation `V3'. 15 7. Le dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 6 dans lequel une ou plusieurs des capacités de la boucle de rétroaction sont des capacités variables. 20 8. Le dispositif selon l'une quelconque des revendications 3 à 7 dans lequel les capacités variables sont des varactors de type MOS. 9. Le dispositif selon la revendication 2 dans lequel le diviseur de 25 tension comprend de plus un interrupteur (510) pour activer ou désactiver la capacité (408, 508) connectée entre le point intermédiaire de tension et la masse. 18 3059494 10. Le dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 9 dans lequel les capacités sont en technologie CMOS. 11. Le dispositif selon la revendication 1 dans lequel le diviseur de 5 tension comprend un agencement de capacités selon l'une quelconque des revendications 2 à 10. 12. Le dispositif selon la revendication 1 comprenant un deuxième diviseur de tension connecté en série au premier diviseur de 10 tension. 13. Le dispositif selon la revendication 12 dans lequel les diviseurs de tension sont agencés selon l'une quelconque des revendications 1 à 11. 15 14. Un détecteur matriciel à comptage de photons comprenant au moins un dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 13. 20