微电子系统设计：神经信号探测与再生

"神经信号再生专用微电子系统的设计-论文" 这篇论文主要探讨的是神经信号再生专用微电子系统的设计，这是针对中枢神经束电信号探测、放大以及再激励的一个微电子解决方案。作者团队包括谢书珊、王志功、吕晓迎、沈晓燕、黄宗浩和潘海仙，他们分别来自东南大学射频与光电集成电路研究所和生物电子学国家重点实验室。 在设计过程中，研究团队考虑到神经束电信号的独特性，提出了一个微电子系统，该系统由三个主要功能单元组成：微弱神经电信号探测电路、交流信号耦合电路和神经束再激励电路。这些组件的目的是为了有效地捕获和处理生物体内的微弱神经信号，并且能够对信号进行再生，以支持神经功能的恢复或增强。 系统设计时，特别注重低功耗、低噪声和交流耦合输入的性能。这是因为对于生物体植入的应用，设备需要有极低的功耗以避免对生物体造成负担，同时需要能够抑制背景噪声，确保信号的清晰度。此外，交流耦合输入设计是为了允许信号通过而不引入直流偏置，这对于保持神经信号的原始特性至关重要。 论文中还提到了两种专为此系统设计的运算放大器单元。第一种是用于前端电路的低噪声、低功耗两级运算放大器，这种设计可以提高信号检测的灵敏度并减少电源消耗。第二种是具有高增益和高驱动能力的输入输出全摆幅恒跨导折叠运算放大器，它能够提供足够的功率来驱动后续电路，并保持信号质量。 该系统采用了CSMC的双层多晶硅双层金属（DP-DM）0.5微米CMOS工艺进行设计和制造。仿真和实际测试结果证明，设计的芯片成功实现了对微弱低频电信号的放大功能，适合应用于神经信号再生领域。同时，其功耗和体积都满足了植入式生物器件的基本要求。 总结关键词，这篇论文涉及的主要知识点包括：微电子技术、神经信号处理、信号探测、噪声控制、功耗优化以及CMOS工艺在生物医学工程中的应用。研究的成果对于发展神经修复技术、生物医疗设备以及生物电子学领域有着重要的理论和实践意义。