高靈敏度低功耗光電檢測芯片與系統(tǒng)研究.pdf

1、基于大規(guī)模集成電路技術(shù)(VLSI)的CMOS光電生物探測芯片在環(huán)境監(jiān)測、醫(yī)療電子、生命科學(xué)等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用，是近年來微電子芯片技術(shù)一個新的發(fā)展熱點。本論文主要針對兩種不同應(yīng)用場合——應(yīng)用于環(huán)境監(jiān)測領(lǐng)域的有機磷檢測和應(yīng)用于生命科學(xué)的大分子檢測——進(jìn)行光檢測芯片電路和系統(tǒng)的研究與設(shè)計，重點研究檢測芯片的高靈敏度和低功耗技術(shù)。
　　針對光電檢測應(yīng)用于手持式有機磷檢測的低速、高精度、低功耗的應(yīng)用要求，論文對檢測系統(tǒng)、光電檢測模擬前端結(jié)

2、構(gòu)、關(guān)鍵模塊電路等各個部分做了深入細(xì)致研究，提出了一種基于折疊式參考電壓的改進(jìn)脈寬調(diào)制電路，實現(xiàn)了在低功耗情況下達(dá)到高靈敏度、大輸入信號動態(tài)范圍的光電流數(shù)字化探測前端。論文設(shè)計了一款光到脈沖寬度的檢測與轉(zhuǎn)換電路，并在0.18um CMOS工藝下流片驗證，測試結(jié)果表明:芯片的光靈敏度為3.6nW/cm2，動態(tài)范圍為71dB，芯片電源電壓1.8V，功耗14.5uW?；谠撟灾餍酒?，論文還設(shè)計完成了用于有機磷檢測的手持式系統(tǒng)，其有機磷檢測極限