神經(jīng)橋集成電路的設(shè)計(jì).pdf

1、神經(jīng)損傷與再生一直以來都是神經(jīng)科學(xué)研究中的一項(xiàng)重要課題。目前，利用醫(yī)學(xué)方法修復(fù)受損的神經(jīng)系統(tǒng)，特別是受損的中樞神經(jīng)系統(tǒng)，存在許多難以攻克的醫(yī)學(xué)臨床難題，隨著神經(jīng)科學(xué)與半導(dǎo)體學(xué)等其他學(xué)科的相互滲透，以及CMOS晶體管尺寸的越來越小，為在人體受損的神經(jīng)處植入相應(yīng)的芯片，完成神經(jīng)信號(hào)的傳輸提供了可能。
　　本文首先介紹神經(jīng)信號(hào)的相關(guān)理論，包括神經(jīng)元的結(jié)構(gòu)和電學(xué)特點(diǎn);然后介紹了用于采集和激勵(lì)神經(jīng)信號(hào)的電極種類，如植入式微電極和體表電極，并

2、對(duì)幾種常用的探測(cè)與激勵(lì)神經(jīng)信號(hào)的電路結(jié)構(gòu)做了一些比較。本文設(shè)計(jì)的神經(jīng)橋集成電路的核心電路是CMOS運(yùn)算放大器，由于神經(jīng)信號(hào)幅度微弱，隨機(jī)性強(qiáng)，所以本文采用輸入輸出滿擺幅的運(yùn)算放大器作為系統(tǒng)電路的主運(yùn)算放大器。本文在介紹模擬集成電路設(shè)計(jì)的流程，版圖設(shè)計(jì)基礎(chǔ)，多項(xiàng)目晶圓計(jì)劃，模擬集成電路工藝和CMOS運(yùn)算放大器的理論基礎(chǔ)上，采用0.35μm CMOS工藝，設(shè)計(jì)了一種輸入輸出滿擺幅、高性能運(yùn)算放大器，后仿真結(jié)果顯示該運(yùn)算放大器在3.3V單電源

3、電壓供電下，開環(huán)增益為123.1dB，單位增益帶寬為6.814MHz，相位裕度為82.21°，輸入級(jí)跨導(dǎo)的變化維持在5.5％內(nèi)，電源抑制比可以達(dá)到121.8dB，共模抑制比可以達(dá)到125.7dB。
　　本文采用輸入輸出滿擺幅高性能CMOS運(yùn)算放大器，設(shè)計(jì)了一種電壓激勵(lì)方式的神經(jīng)橋集成電路，該電路包括與神經(jīng)電極相連的阻容耦合網(wǎng)絡(luò)，前置儀表放大器，直流補(bǔ)償電路，雙T陷波網(wǎng)絡(luò)和神經(jīng)功能電激勵(lì)電路。由于電容比電阻更加容易匹配，所以本文的神