植入式葡萄糖酶傳感器接口電路設計與實現(xiàn).pdf

1、糖尿病并發(fā)癥的死亡率在發(fā)達國家居死亡原因的第四位。通過植入式血糖傳感器可以實現(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簽采用電磁感應的工作原理，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現(xiàn)體內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具有高的電流檢測靈敏度，能夠實

2、現(xiàn)大動態(tài)范圍的電流檢測，并且具備低功耗的特點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)設計指標。設計了T開關、源極偏置和CDS技術減小漏電流、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和測試方案。采用改變積分周期的CDS積分電路實現(xiàn)了高靈敏度、大動態(tài)范圍的電流檢測。設計了全MOS管的分流電路用于fA電流的產生、外部校準和測

3、試。實現(xiàn)了8位100kS/s的低功耗SARADC進行數(shù)字量化。完成了上述接口電路的設計和仿真，并從關鍵節(jié)點和路徑、匹配以及襯底噪聲方面對電路版圖進行了優(yōu)化。
　　在SMIC13μm1P8M工藝下進行了流片。測試結果表明，分流電路和積分電路在每個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態(tài)范圍達到