Please use this identifier to cite or link to this item: http://hdl.handle.net/10889/4046
Title: Μικτά ολοκληρωμένα κυκλώματα για εφαρμογές βιοαισθητήρων
Authors: Σπαθής, Χρήστος
Issue Date: 2011-01-11T07:17:20Z
Keywords: Βιοαισθητήρες
Κύκλωμα ανάγνωσης
Keywords (translated): Biosensors
Readout circuit
Abstract: Σε αυτήν την εργασία περιγράφεται αναλυτικά ένα κύκλωμα ανάγνωσης για ηλεκτροχημικό βιοαισθητήρα, καθώς και η κατάλληλη τροποποίησή του ώστε να μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε σύστημα χωρητικού βιοαισθητήρα. Βασικός στόχος και στις δύο περιπτώσεις είναι η συμβατότητα των κυκλωμάτων με πλήρως ολοκληρωμένα βιοχημικά μικροσυστήματα, με έμφαση στη μικρή επιφάνεια ολοκλήρωσης και τη χαμηλή κατανάλωση. Κεντρικό στοιχείο των δύο υλοποιήσεων αποτελεί ο χωρητικός ενισχυτής διαντίστασης ο οποίος αναλαμβάνει το ρόλο της μετατροπής της χρήσιμης πληροφορίας, που είναι ένα ρεύμα, σε μία τάση. Αυτή η τάση στη συνέχεια μπορεί να δοθεί για ψηφιακή επεξεργασία, αφού περάσει από έναν ADC . Τα δύο κυκλώματα σχεδιάσθηκαν σε τεχνολογία CMOS της TSMC των 90nm και εμφάνισαν στις εξομοιώσεις ικανοποιητικά χαμηλό θόρυβο. Το κύκλωμα του ηλεκτροχημικού βιοαισθητήρα παρουσίασε καλή γραμμικότητα για ρεύματα από 10nA έως 10uA, ενώ το αντίστοιχο του χωρητικού βιοαισθητήρα είναι δυνατό να μετρήσει χωρητικότητες με μέγιστη απόκλιση 3%.
Abstract (translated): This paper presents a readout circuit for electrochemical biosensors and the appropriate modification of the circuit to make it compatible with capacitive biosensors. The main goal is to ensure compatibility of the circuits with fully integrated biochemical microsystems and therefore emphasis is placed on achieving small area and low consumption. The fundamental part of the circuits is a Capacitive Transimpedance Amplifier that is responsible for converting the current signal to a voltage. That voltage can then be passed forward to digital processing with the use of an ADC. Both circuits were designed using 90nm TSMC CMOS technology and showed low noise in simulations. The electrochemical biosensor readout circuit achieves good linearity in a range of 10nA to 10uA, while the capacitive biosensor readout circuit is capable of measuring capacitances with a 3% error.
Appears in Collections:Τμήμα Ηλεκτρολ. Μηχαν. και Τεχνολ. Υπολογ. (ΔΕ)



This item is licensed under a Creative Commons License Creative Commons