研究目的
分析一种简单的半共享跨阻放大器结构在皮安级生物传感器测量中的可扩展性,研究增加共享单个非反相半部分的反相半放大器数量的权衡关系,并设计测试此类放大器阵列以验证分析结果。
研究成果
半共享跨阻放大器阵列展现出高线性增益(高增益模式为7.00 mV/pA,低增益模式为0.86 mV/pA)、低失配度(1024个放大器间仅1.65 mV差异)及极低噪声特性,验证了理论分析的准确性。该技术对实现更大规模阵列及更高通量生物传感器测量工具至关重要。
研究不足
由于积分放大器电路具有非平稳特性且未达到稳态,噪声分析颇具挑战性。随着共享反相半电路数量的增加,其可扩展性权衡可能会对性能或设计复杂度造成限制。
1:实验设计与方法选择:
本研究基于电容电流积分原理,采用半共享结构设计跨阻放大器以减小单个放大器尺寸。由于电路的非平稳特性,采用频率转换分析法进行噪声分析。通过改变共享非反相半部分的反相半部分数量来分析可扩展性。
2:样本选择与数据来源:
制作并测试由1024个跨阻放大器组成的阵列作为样本以验证分析结果。
3:实验设备与材料清单:
该阵列采用标准0.35微米工艺制造,但提供的文本中未详细说明具体设备和材料。
4:35微米工艺制造,但提供的文本中未详细说明具体设备和材料。
实验流程与操作步骤:
4. 实验流程与操作步骤:制作并测试该阵列以测量跨阻增益、失配和噪声特性。未详述具体操作步骤。
5:数据分析方法:
在仿真中采用转换法估算噪声特性,并利用阵列测试的实验数据验证分析的有效性。
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