陣列式CMOS生物電信號傳感芯片研究.pdf

1、生物醫(yī)學傳感技術是獲取生物生理和病理信息的關鍵技術，這一領域的研究已經深入到細胞和分子層次。目前，以活體細胞作為研究對象或敏感元件的細胞傳感器得到了廣泛關注和發(fā)展。將活體細胞與電極或其他信號傳感元件組合，可以定性定量地檢測細胞的基本功能信息和被分析物質的性質。 可興奮細胞，如神經細胞、肌肉細胞和腺體細胞等，均能產生動作電位響應外界刺激(如光、電、藥物等)。因此，監(jiān)測可興奮細胞的電活動，在藥物篩選、病理學和神經學等研究中有重要意義

2、。目前，體外測量可興奮細胞膜電位已得到廣泛認同。這種方法能夠實現(xiàn)無損測量，因此適合用于長期測量細胞。標準CMOS技術與細胞體外測量技術的結合，為細胞體外測量技術提供了更廣闊的發(fā)展空間。標準CMOS工藝不但有利于提高陣列密度，而且可以實現(xiàn)傳感陣列與后端信號處理電路的單片化集成，提高測量的效率和精度，滿足細胞研究的需要。因此，本文重點研究基于標準CMOS工藝的細胞體外電信號傳感技術，設計并實現(xiàn)了陣列式CMOS生物電信號傳感芯片，通過測試驗證

3、了芯片功能。 本論文的主要內容和貢獻可歸納為以下幾點：1.全面深入地研究了CMOS細胞傳感器的發(fā)展情況，對國際上各主要科研小組的最新研究進展作了概況總結，提出課題研究的方向。 2.基于0.6μm標準CMOS工藝設計了陣列式傳感芯片。該芯片片上集成了6×6單元有源傳感陣列、模擬多路選擇器、輸出緩沖器、參考源和數(shù)字控制電路。有源傳感單元面積為65μm×80μm，包含15μm×15μm的傳感電極和預處理電路，能夠線性放大幅值范