X射线特性主要包括穿透性、荧光性和电离性，其中穿透性、荧光性主要应用于X射线诊断。穿透性是指X射线穿过一定厚度物质的能力。X 射线穿过物质时与X射线的波长有关，即波长越短，光子能量越大，穿过物质的能力越强。但在波长一定的条件下，X射线穿透性就完全取决于物质本身的结构和性质。一般高原子序数，且结构紧密、密度大的物质，X射线穿透性差，所以从X射线穿透物质后强度变化就反映物质内部密度差异，这正是X射线成像的基础。荧光性是指X射线照射某些物质如磷、硫化锌、镉、钨酸钡等后，可以辐射出可见光，在X射线诊断工作中利用这种荧光作用制成荧光屏，用于X射线透视诊断。 X射线的应用可以给人类带来巨大的利益，如放射诊断、放射治疗等，但是在应用中如果不注意防护或使用不当，就会造成一定的危害。据统计，目前全国约有10万台各种类型的医用诊断X 射线机，每年约有2亿人次接受诊断X射线检查。加强对诊断X射线受检者的防护，尽可能地降低X 射线检查给全民带来的潜在危害，我们必须探测X 射线，对X射线做出定量分析，应用X射线进行有效安全地诊断病人。 本文所采用的半导体探测器为Si-PIN光电二极管，Si-PIN探测器是具有PIN结构的，是由一层P 型半导体和一层N型半导体以及它们中间的一层I层组成的结构。硅PIN 用于探测光和射线的探测器件，室温下的漏电流在纳安（nA）数量级，比其上一代的硅面垒探测器要小差不多3个数量级，是硅面垒探测器的换代产品。 半导体探测器具有体积小、重量轻，响应速度快，灵敏度高，易于与其它半导体器件集成的特点，将半导体探测器应用到诊断X射线剂量仪中，使得剂量仪体积小，质量轻，便于现场检测。诊断X射线照射到半导体探测器中，半导体在X射线辐射作用下产生电子-空穴对，产生电子-空穴对的数目与射线的强弱和能量存在一定关系，半导体剂量仪模拟部分采用了I/V转换器及放大滤波电路，I/V转换器将半导体探测器输出的微弱电流信号转变成电压信号，电压信号通过放大和滤波电路送到模数转换器，模数转换采用了高精度的V/F转换器，V/F转换器将信号转换成频率，通过高性能AVR单片机对频率的处理得到数字量，最后由液晶显示模块显示测量数据。由于半导体探测器的能量响应差，因此采用管电压剂量修正系数来改善剂量仪的能量响应，应用查管电压剂量修正系数表来修正剂量。 在硬件设计部分，本文着重分析了半导体前置放大器，根据半导体探测器受辐射所产生的信号特点设计I/V转换器，将半导体探测器受辐射所产生的电流转换成电压，由于半导体探测器的信号范围较大，因此在前置放大器之后设计了一个可编程放大器，通过单片机来控制放大倍数。由于探测器出来的信号存在噪声，为了测量过程中的准确，采用了一个低通滤波器，通过滤波器将探测信号送入V/F转换器，在单片机的配合下，将模拟信号转换成了数字量。在软件设计部分，本文采用GCC开源软件作为开发平台，设计了一个菜单模块作为主架构，并给出了菜单设计、量程切换、模数转换、系统刻度及自动测量的设计流程图。诊断X射线半导体剂量仪具有体积小、实时响应快、能量响应好、测量范围宽、智能化程度高、操作简便和人机界面友好等特点。经过初步测试，结果表明误差为1％，重复性好于0.5％，能量响应好于2％，半导体剂量仪的主要技术指标满足诊断X射线剂量检测要求，具有一定的研究意义。