神經(jīng)生物傳感微陣列讀出電路的研究.pdf

1、神經(jīng)生物傳感微陣列是以探測大腦內(nèi)部神經(jīng)信號的生物傳感器，是微電子技術(shù)與神經(jīng)生物學(xué)科重要結(jié)合。論文針對1×4神經(jīng)傳感微陣列的微弱電壓信號，對CMOS讀出電路以及神經(jīng)微電極的制作進行了研究，為讀出電路和神經(jīng)微電極的系統(tǒng)集成打下基礎(chǔ)。
　　 以神經(jīng)生物傳感微陣列為研究對象，了解神經(jīng)微電極的基本結(jié)構(gòu)及植入式方式，分析其電壓輸出信號的特點，根據(jù)探針電極的反應(yīng)特性，建立微電極的電學(xué)模型。
　　 前置放大電路在讀出電路中是非常重要的一

2、部分。設(shè)計了基于前饋補償技術(shù)的運算放大器。采用前饋補償技術(shù)，避免了片上集成米勒補償電容，同時也克服傳統(tǒng)電路設(shè)計當(dāng)中增益、帶寬和相位裕度相互制約的問題，滿足微電極信號低壓、低功耗的要求。分析電阻反饋網(wǎng)絡(luò)和電容反饋網(wǎng)絡(luò)各自優(yōu)缺點，選用電容反饋網(wǎng)絡(luò)作為閉環(huán)反饋結(jié)構(gòu)。
　　 由于前置放大電路放大倍數(shù)不足以對信號進行放大，故設(shè)計二次放大電路。二次放大電路采用軌對軌結(jié)構(gòu)運算放大器，分析電路的基本結(jié)構(gòu)，得到模擬仿真結(jié)果。同時采用電容反饋網(wǎng)絡(luò)作

3、為閉環(huán)反饋結(jié)構(gòu)。
　　 分析讀出電路的各種噪聲，針對神經(jīng)微電極讀出電路的噪聲，設(shè)計一種相關(guān)雙采樣電路，分析其雙采樣的原理，并進行模擬仿真。
　　 針對傳感微陣列，需要設(shè)計數(shù)據(jù)選通器來控制微電極傳感陣列單元。數(shù)據(jù)選通器由移位寄存器、反相器和傳輸門三部分組成。移位寄存器作為數(shù)據(jù)選通的核心部件，采用準靜態(tài)CMOS移位寄存器電路結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)具有使用元件少、功耗低等優(yōu)點。最后給出了準靜態(tài)CMOS移位寄存器和數(shù)據(jù)選通器的仿真結(jié)果。<