神经桥集成电路的设计
[Abstract]:Nerve injury and regeneration have always been an important topic in neuroscience research. At present, the use of medical methods to repair the damaged nervous system, especially the damaged central nervous system, there are many difficult medical clinical problems, with the mutual penetration of neuroscience and semiconductor and other disciplines. And the size of CMOS transistor is getting smaller and smaller, which makes it possible to insert the corresponding chip into the damaged nerve of human body and complete the transmission of neural signal. In this paper, the related theories of neural signals are introduced, including the structure and electrical characteristics of neurons. Then the types of electrodes used to collect and excite neural signals, such as implantable microelectrodes and body surface electrodes, are introduced, and several common circuit structures for detecting and exciting neural signals are compared. The core circuit of the neural bridge integrated circuit designed in this paper is the CMOS operational amplifier. Because the amplitude of the neural signal is weak and the randomness is strong, the input and output full swing operational amplifier is used as the main operational amplifier of the system circuit. Based on the introduction of the process of analog integrated circuit design, the basis of layout design, multi-project wafer planning, analog integrated circuit technology and CMOS operational amplifier theory, a full swing of input and output is designed by using 0.35 渭 m CMOS process. The simulation results show that the open-loop gain is 123.1dB, the unit gain bandwidth is 6.814MHz, and the phase margin is 82.21 掳. The transconductivity of the input stage is maintained within 5.5%, the power rejection ratio can reach 121.8 dB, and the common mode rejection ratio can reach 125.7 dB. In this paper, a voltage excited neural bridge integrated circuit is designed by using an input / output full swing high performance CMOS operational amplifier. The circuit includes a resistance-capacitance coupling network connected to the nerve electrode, a preinstrument amplifier and a DC compensation circuit. Double T notch network and neural functional electric excitation circuit. Because the capacitance specific resistance is easier to match, the switched capacitor reamplifier circuit is used in the neural function electric excitation circuit in this paper. The external resistance in the instrument amplifier is adjusted and the gain of the system circuit is adjusted. The simulation results show that the gain of the circuit 59.7dB~119dB is adjustable, the 3dB bandwidth is more than 9.5kHz, the common-mode rejection ratio is more than 159.8dB, and the chip size 0.88mm 脳 0.57mm.
【学位授予单位】:东南大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:TN402
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,本文编号:2482708
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