植入式葡萄糖酶傳感器接口電路設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、糖尿病并發(fā)癥的死亡率在發(fā)達(dá)國家居死亡原因的第四位。通過植入式血糖傳感器可以實(shí)現(xiàn)對糖尿病人血糖值的連續(xù)監(jiān)測，對于糖尿病人的監(jiān)護(hù)和自我保健具有重要的意義?；谏漕l識別(RFID)的植入式血糖傳感器標(biāo)簽采用電磁感應(yīng)的工作原理，通過體外的讀寫器提供能量，并發(fā)送和接受信號，不需要電池供電，是一種具有很大潛力的連續(xù)血糖監(jiān)測的器件。植入式葡萄糖酶傳感器接口電路實(shí)現(xiàn)體內(nèi)葡萄糖傳感器電流的放大以及數(shù)字量化。酶傳感器接口電路應(yīng)具有高的電流檢測靈敏度，能夠?qū)?/p>

2、現(xiàn)大動(dòng)態(tài)范圍的電流檢測，并且具備低功耗的特點(diǎn)以免引起人體組織的發(fā)熱和損傷。
　　本文分析了植入式葡萄糖酶傳感器接口電路的系統(tǒng)設(shè)計(jì)指標(biāo)。設(shè)計(jì)了T開關(guān)、源極偏置和CDS技術(shù)減小漏電流、溝道電荷、offset和噪聲等非理想因素對fA電流檢測電路的影響。
　　提出了fA級別微弱電流接口電路的架構(gòu)和測試方案。采用改變積分周期的CDS積分電路實(shí)現(xiàn)了高靈敏度、大動(dòng)態(tài)范圍的電流檢測。設(shè)計(jì)了全MOS管的分流電路用于fA電流的產(chǎn)生、外部校準(zhǔn)和測

3、試。實(shí)現(xiàn)了8位100kS/s的低功耗SARADC進(jìn)行數(shù)字量化。完成了上述接口電路的設(shè)計(jì)和仿真，并從關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)和路徑、匹配以及襯底噪聲方面對電路版圖進(jìn)行了優(yōu)化。
　　在SMIC13μm1P8M工藝下進(jìn)行了流片。測試結(jié)果表明，分流電路和積分電路在每個(gè)量程以及各量程之間都具有很好的線性度。SAR ADC的有效位為7.8位，DNL和INL分別為-0.15～+0.15LSB和-0.4～+0.3LSB，植入式葡萄糖酶傳感器接口電路的動(dòng)態(tài)范圍達(dá)到