神經(jīng)信號記錄與刺激系統(tǒng)用前置微電路設(shè)計.pdf

1、神經(jīng)信號的檢測是近年來生命科學(xué)領(lǐng)域研究的熱點問題之一。神經(jīng)微電極是一種可以與生物體的神經(jīng)系統(tǒng)進行交流和溝通的傳感系統(tǒng)。伴隨著集成電路和微機電技術(shù)(MEMS)的迅猛發(fā)展，神經(jīng)微電極已經(jīng)發(fā)展到多維有源(即集成部分信號處理電路)陣列水平，與之相對應(yīng)，所需檢測電路的設(shè)計也面臨嚴峻的挑戰(zhàn)，芯片的功耗、尺寸、噪聲和集成度等是要考慮的首要問題。 本課題的前置微電路主要由前置緩沖放大器和地址譯碼器兩部分組成，是數(shù)?；旌霞呻娐?。它采用具有的高集

2、成度、低功耗等優(yōu)點的CMOS工藝實現(xiàn)。本課題的目的是設(shè)計改進前置微電路，使之與無源電極微裝配起來構(gòu)成三維有源神經(jīng)微電極陣列，并最終應(yīng)用于臨床診斷，使治療與中樞神經(jīng)系統(tǒng)有關(guān)的疾病變得更為切實可行。 本文在對神經(jīng)微電極原有前置微電路的電路結(jié)構(gòu)和工作原理深入研究基礎(chǔ)上，對原有電路進行了HSPICE仿真和芯片測試。通過仿真和測試，發(fā)現(xiàn)了原有電路設(shè)計中存在的問題，提出了改進方案，完成了電路結(jié)構(gòu)的改進和設(shè)計指標(biāo)的確定。針對神經(jīng)信號提取對前置

3、放大電路的電壓、功耗等方面的要求，通過計算得到了理論上基本能夠滿足設(shè)計指標(biāo)的新的器件參數(shù)?；贑harted 0.35um工藝模型，對改進后的電路特性進行了詳細的HSPICE仿真，根據(jù)仿真結(jié)果完成了對改進后電路的優(yōu)化設(shè)計。仿真結(jié)果表明了改進后電路解決了原有電路中存在的問題，達到了預(yù)期的設(shè)計性能指標(biāo)要求。最后，結(jié)合電路的特殊要求，綜合考慮版圖的匹配度、寄生效應(yīng)和可靠性等因素的前提下，完成了改進后放大電路的版圖設(shè)計，并通過了DRC、LVS版