陣列式CMOS生物電信號傳感芯片研究.pdf

1、生物醫(yī)學(xué)傳感技術(shù)是獲取生物生理和病理信息的關(guān)鍵技術(shù)，這一領(lǐng)域的研究已經(jīng)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(guān)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(zhì)的性質(zhì)。 可興奮細胞，如神經(jīng)細胞、肌肉細胞和腺體細胞等，均能產(chǎn)生動作電位響應(yīng)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(xué)和神經(jīng)學(xué)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?qū)崿F(xiàn)無損測量，因此適合用于長期測量細胞。標(biāo)準(zhǔn)CMOS技術(shù)與細胞體外測量技術(shù)的結(jié)合，為細胞體外測量技術(shù)提供了更廣闊的發(fā)展空間。標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)CMOS工藝的細胞體外電信號傳感技術(shù)，設(shè)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(nèi)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(jié)，提出課題研究的方向。 2.基于0.6μm標(biāo)準(zhǔn)CMOS工藝設(shè)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(yù)處理電路，能夠線性放大幅值范