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JSSC 2008第10期RF & Wireless0.5μm

A Low-Power Fully Implantable 15-Channel Retinal Stimulator Chip

一种低功耗全植入式15通道视网膜刺激器芯片,用于视网膜假体,帮助恢复AMD等疾病患者的视力。
0.5μm CMOS, 2.5V, 2mW功耗
视网膜假体低功耗无线供电电流刺激可编程参数
创新点1:全植入式设计采用0.5μm CMOS工艺集成30,000晶体管,芯片面积仅2.3mm×2.3mm,实现高密度植入式医疗电子集成(系统创新)。该设计通过生物兼容封装解决长期植入可靠性问题,功耗低于2mW显著优于传统方案。
创新点2:无线供电与数据传输系统创新结合125kHz能量传输与13.56MHz ASK通信,采用自偏置反馈环单端转差分技术实现信号恢复(电路创新)。支持25-714kHz可调数据率,通过脉宽编码提升抗干扰能力。
创新点3:可编程多参数刺激系统支持15通道独立配置,电流幅值/脉宽/间隔时间可通过16位指令动态调整(方法创新)。集成DLL时钟恢复电路确保时序精度,满足视网膜神经元差异化刺激需求。
创新点4:自供电架构创新采用整流-稳压双级结构,在2.5V供电下实现<2mW超低功耗(电路创新)。创新性移除外部电流源依赖,通过片上电源管理提升系统能效比达40%以上。
Abstract
Retinal prostheses are being developed around the world in hopes of restoring useful vision for patients suffering from certain types of diseases like age-related macular degener- ation (AMD) and retinitis pigmentosa. The central component of an electrical retinal prosthesis is a wirelessly powered and driven stimulator chip. The chip receives commands from the outside and outputs biphasic current pulses to an electrode array placed in the retina that stimulate the remaining retinal neurons. The