神經(jīng)橋集成電路的設(shè)計.pdf

1、神經(jīng)損傷與再生一直以來都是神經(jīng)科學(xué)研究中的一項重要課題。目前，利用醫(yī)學(xué)方法修復(fù)受損的神經(jīng)系統(tǒng)，特別是受損的中樞神經(jīng)系統(tǒng)，存在許多難以攻克的醫(yī)學(xué)臨床難題，隨著神經(jīng)科學(xué)與半導(dǎo)體學(xué)等其他學(xué)科的相互滲透，以及CMOS晶體管尺寸的越來越小，為在人體受損的神經(jīng)處植入相應(yīng)的芯片，完成神經(jīng)信號的傳輸提供了可能。
　　本文首先介紹神經(jīng)信號的相關(guān)理論，包括神經(jīng)元的結(jié)構(gòu)和電學(xué)特點;然后介紹了用于采集和激勵神經(jīng)信號的電極種類，如植入式微電極和體表電極，并

2、對幾種常用的探測與激勵神經(jīng)信號的電路結(jié)構(gòu)做了一些比較。本文設(shè)計的神經(jīng)橋集成電路的核心電路是CMOS運算放大器，由于神經(jīng)信號幅度微弱，隨機性強，所以本文采用輸入輸出滿擺幅的運算放大器作為系統(tǒng)電路的主運算放大器。本文在介紹模擬集成電路設(shè)計的流程，版圖設(shè)計基礎(chǔ)，多項目晶圓計劃，模擬集成電路工藝和CMOS運算放大器的理論基礎(chǔ)上，采用0.35μm CMOS工藝，設(shè)計了一種輸入輸出滿擺幅、高性能運算放大器，后仿真結(jié)果顯示該運算放大器在3.3V單電源

3、電壓供電下，開環(huán)增益為123.1dB，單位增益帶寬為6.814MHz，相位裕度為82.21°，輸入級跨導(dǎo)的變化維持在5.5％內(nèi)，電源抑制比可以達到121.8dB，共模抑制比可以達到125.7dB。
　　本文采用輸入輸出滿擺幅高性能CMOS運算放大器，設(shè)計了一種電壓激勵方式的神經(jīng)橋集成電路，該電路包括與神經(jīng)電極相連的阻容耦合網(wǎng)絡(luò)，前置儀表放大器，直流補償電路，雙T陷波網(wǎng)絡(luò)和神經(jīng)功能電激勵電路。由于電容比電阻更加容易匹配，所以本文的神