一种电流积分型生物传感微阵列信号读出电路

设计了一种用于自组装膜生物传感阵列的高灵敏度信号读出电路,该电路主要包括高灵敏度微阵列生物电流探测单元、积分单元、相关双采样(CDS)单元及输出缓冲单元。电路采用单5 V电源,输入电流为0~50 nA,在0.6μm/level 7 CMOS工艺条件下进行模拟,得到了较为满意的结果。该读出电路与标准CMOS工艺兼容,可实现集成的生物传感阵列。     

一种低噪声的生物微传感器CMOS读出电路研究

为提高生物微传感器的探测灵敏度,设计了一种低噪声的生物微传感器CMOS读出电路,提出了一种新型的相关双采样(CDS)电路.对读出电路的噪声进行抑制.在0.6μm CMOS工艺下,用Spectre仿真器对该电路进行了模拟,仿真结果表明,采用相关双采样的CMOS读出电路使传感器的输入输出转换具有良好的线性关系.     

集成于无源UHF RFID标签的超低功耗CMOS温度传感器

本文提出了一种集成于无源UHF RFID标签的超低功耗CMOS温度传感器。考虑到功耗是影响标签使用的第一要素,本文结构复用标签内部电路产生的电流作为温度转换模块的偏置电流,同时采用标签内部振荡器产生的信号作为传感器计数器的时钟信号。本文设计采用SMIC 0.18 μm 2P4M CMOS,仿真结果表明：电源电压为1.5V时,室温时新增的温度传感器模块功耗仅为100nw;当温度在-20℃~80℃变化时,温度传感器分辨率为0.4℃/LSB。     

药品仓库温度监测系统的设计

本设计采用8051单片机及外围电路实现药品仓库温度检测功能。系统采用AD590温度传感器来检测药品仓库的实时温度,将安装在药品仓库的温度传感器的温度信号读入8051内,进而由单片机对温度信号进行处理,并控制数码管显示温度,由单片机对采集的温度信号进行判断,对高于或低于警戒线的温度给出报警信号,最后蜂鸣报警电路给出报警声。该论文设计了一套以8051为核心控制器,温度传感器及其外围器件为主要器件的温度监测系统。该系统能够对药品仓库温度进行实时监测,对高于或低于药品仓库温度警戒线的情况进行蜂鸣报警,方便仓库工作人员进行仓库管理。整个设计达到了课题要求,并为以后为进一步开发更为复杂的温度监测系统奠定了基础。     

集成于无源UHF RFID标签的高分辨率CMOS温度传感器

提出一种高分辨率的集成于无源UHF RFID标签的CMOS温度传感器结构。采用时域数字量化的方式,用与绝对温度成正比PTAT(Proportional to Absolute Temperature)电流源和标签内部振荡器构成的PTAT振荡器产生脉冲宽度与温度相关的脉冲信号,作为计数器的时钟信号,在温度-50℃～50℃范围内,脉冲周期从1.841μs～0.426μs;用数字电路对阅读器发送的帧头命令进行处理得到一个宽度为200μs的宽脉冲信号,作为计数器的使能信号,该脉冲的宽度完全不受温度影响;通过采样计数,得到包含温度信息的数字信号。本设计采用0.18μm UMC CMOS工艺,电源电压为1.8 V,直流功耗为789 nW,温度传感器后仿的有效分辨率达到0.332 LSB/℃。     

实现工艺误差校准的脉冲宽度调制温度传感器

设计了一种脉冲宽度调制结构的温度传感器.采用了环形延迟阵列替代传统冗长的延迟阵列.针对该类型温度传感器精度较低的问题,分析了传感器工艺误差产生原理,在此基础上,设计误差校准电路.校准电路功能采用现场可编程门阵列(FPGA)验证,结果表明符合设计要求,可实现校准功能.采用SMIC 0.18 CMOS工艺对温度传感器电路进行仿真,结果表明:温度传感器温度范围为-20 ～60℃时,分辨率为1℃/LSB.     

新型低功耗CMOS片上温度传感器设计

为了精确的测量超大规模集成电路芯片表面的温度,监控电路工作状态和进行过热保护,采用一种新型CMOS片上温度传感器结构.首先利用两个衬底PNP管的基-射电压差△VBE的PTAT特性来感测温度,然后利用偏置电路镜像过来的PTAT电流来控制一个三阶的环型振荡器,产生频率与温度成正比的振荡信号,再利用测频电路转化为8位数字.利...     

基于CMOS迁移率与阈值电压特性的温度传感器

针对射频识别(RFID)标签应用,采用SMIC.18 RF CMOS 工艺设计了一种温度传感器.利用MOS管迁移率和阈值电压与温度的关系设计了延迟时间与温度相关的延迟单元,进而产生与温度相关的脉冲信号,并通过后续电路对脉冲采样计数,将温度信息转换成数字信号供RFID标签数字模块使用.仿真测试结果表明:当温度为-20～80℃时,温度传感器精度为1℃.标签模拟电路的总功耗电流为6 μA.     

应用于RFID的超低功耗CMOS温度传感器设计

针对融合射频识别( RFlD)的无线温度传感器节点设计的需求,采用0. 18μm 1P6M台积电CMOS工艺,设计了一种低功耗集成温度传感器.该温度传感器首先将温度信号转换为电压信号,然后通过经压控振荡器将电压信号转换为受温度控制的频率信号,再通过计数器,将频率信号转换为数字信号.传感器电路利用MOS管工作在亚阈值区,并采用动态阈值技术获得超低功耗.测试结果显示:所设计的温度传感器仅占用0. 051 mm2 ,功耗仅为101 nW,在0~100℃范围内误差为-1. 5~1. 2℃.     

一种适用于RFID标签的高精度温度传感器的分析与设计

论文描述了一种集成于RFID标签芯片的高精度CMOS温度传感器,该温度传感器采用SMIC 0.18μm 2P4M CMOS工艺.利用MOS管工作在亚阈值区域时的温度特性,产生与绝对温度成正比(PTAT)的电流,替代了传统的BJT.电流控制振荡器(CCO)将PTAT电流转换成频率与温度成正比的时钟信号,该时钟信号通过计数器转换为数字信号.通过对电流源和比较器的优化设计,该温度传感器在温度范围为-20℃～50℃时误差仅为-o.1/+0.3℃.电源电压为1.8V时,工作电流小于50μA.     

带CDS的CMOS APS图像传感器的研究

为了减小CMOS图像传感器的低频噪声(如KTC噪声和1/f噪声)和固定图形噪声,采用了相关双采样技术.用标准的1.5 μm P阱双层多晶硅双层金属的CMOS数字电路工艺,研制出512像素带相关双采样的CMOS有源像素图像传感器线阵.实验结果为灵敏度11 V/Lx.s均方根噪声为0.2 mV;动态范围为80 dB,直流功耗为10 mW.     

A CMOS temperature sensor and auto-zeroing circuit with inaccuracy of −1/+0.7 °C between −30 to 150 °C

An energy efficient complementary metal-oxide-semiconductor (CMOS) temperature sensor and signal conditioning circuit with auto zeroing technique has been enunciated in this paper. In the present study, a novel CMOS temperature sensor based on sub-threshold MOS operation has been presented, which is designed for Aerospace applications. The proposed sensor does not use bipolar junction transistor (BJT) for sensing; instead it utilizes the temperature dependency of the threshold voltage of MOSFET. The proposed temperature sensor is designed to sense −30 to 150 °C and its sensitivity is 1.4 mV/°C while the power consumption is 60 nW. The accuracy of sensor is mainly limited by offset and flicker noise (1/f) noise, which is cancel by the autozeroing circuit with the help of switch capacitor circuit. The sensor circuit is designed with biasing sub circuit for controlling the curvature correction. The proposed temperature sensor and signal conditioning are simulated in a Cadence Analog Design Environment with UMC90 nm library. The simulation result shows an inaccuracy of −1/+0.7 °C.

     

一种CMOS图像传感器列FPN抑制技术

介绍CMOS图像传感器列并行读出电路中,采用CDS电路以抑制像素FPN、复位噪声等,但导致列FPN的工作原理.为了消除列FPN,提出了一种仪器放大器配置的精确平衡差分输出的读出电路结构,再结合CDS技术,可有效地抑制像素和列FPN,改善图像质量.     

抗辐射低噪声CMOS图像传感器设计技术研究

为满足航天应用对大面阵高动态CMOS图像传感器的需求,对噪声优化与辐射加固等关键技术进行了深入研究。基于系统架构的增益级与双相关双采样设计优化、基于采样电路的时序改进,实现了对系统噪声的多层次优化;基于像素级与电路级的总剂量辐射加固与单粒子闩锁辐射加固设计,实现了对100k rad(Si)总剂量和99.8 MeV·cm2/mg单粒子效应的免疫。研究成果已成功应用于一款64M像素超大面阵高性能CMOS图像传感器产品。流片测试结果显示,抗总剂量辐射能力优于100k rad(Si)、暗电流与噪声随辐射增长率提升了一个数量级;抗单粒子闩锁能力优于99.8 MeV·cm2/mg;在整个辐射环境下读出噪声不超过5e-;本征动态范围高达75dB。     

用于MEMS红外传感器的集成低噪声CMOS接口电路设计

实现了一种应用于采集MEMS红外传感器微弱信号的低噪声CMOS接口电路.该电路应用了斩波技术(CHS),对斩波技术中抑制低频噪声的效率分析表明其可以有效降低低频噪声.利用苏州和舰科技(HJTC)的商用0.18 μm CMOS工艺流程制作的试样芯片.测试结果证实了此电路的工作原理.整个斩波放大系统的增益为84.9 dB,带宽160 Hz,等效输入噪声87 nV/rtHz.     

CMOS图像传感器的自适应降噪方法研究

提出了一种用于CMOS图像传感器的新型自适应降噪方法,并进行了逻辑电路实现。该方法通过运动检测和边缘检测技术进行噪声功率统计和分析,选择性的利用中值滤波、均值滤波以及运动自适应滤波方法,对传感器输出图像进行了数字降噪处理。实验表明本文方法降低了高斯噪声和椒盐噪声的影响,有效提高了图像质量和峰值信噪比。其结构易于电路实现,适用于CMOS图像传感器内部的实时降噪处理。     

基于大动态范围CMOS图像传感器对数有源像素一种新的FPN抑制技术

对数模式的CMOS图像传感器提供了大动态范围(大约120dB).在对数图像传感器设计中缺少简单的消除FPN的方法.采用对数模式的CMOS图像传感器获得了比线性APS大的动态范围.在对数模式传感器中采用了一种新的FPN抑制技术.即在对数像素中增加一个开关晶体管并结合双采样电路,该技术的实施使得对数像素的读出显著的降低了FPN水平.     

用于细胞外电信号测量的CMOS集成生物 传感芯片的研究

新型的细胞外电信号传感芯片是采用0.6 μm标准CMOS工艺设计制造,片上集成了6×6单元有源传感阵列、模拟多路选择器、输出缓冲器、参考源和数字控制电路.有源传感单元面积为60μm×60μm,包含15μm×15μm的传感电极和预处理电路,能够线性放大幅值范围100μV～25 mV的微小信号,电压增益为40dB.并采用相关二次采样工作模式降低固定模式噪声,提高传感器的精度.在标准CMOS工艺基础上,应用无电浸镀金改进传感电极的生物兼容性,并采用特殊封装技术提高芯片在溶液环境中的稳定性.溶液中模拟生物信号测量验证了该芯片的功能.