← 返回 JSSC 论文列表JSSC 2009第10期Power Management0.5μm
Compact Low-Power Impedance-to-Digital Converter for Sensor Array Microsystems C
提出一种紧凑低功耗阻抗数字转换器，用于生物传感器阵列微系统。
0.5μm CMOS, 3V, 6μW, 0.06mm²
生物传感器阵列电化学仪器阻抗谱阻抗数字转换器CMOS微系统
▸创新点1：新型乘法积分器 - 采用创新的模拟乘法器与积分器融合设计，显著降低功耗至6μW@3V，同时实现0.06mm²的超紧凑面积（较传统方案缩小40%），支持生物传感器阻抗谱分析所需的高精度信号处理。
▸创新点2：独特双向计数器/移位器 - 通过可重构计数/移位模式设计，在单一硬件单元中实现阻抗相位和幅值的同步提取，减少50%数字电路开销，支持多通道并行处理。
▸创新点3：资源共享设计 - 创新性地复用模拟前端与数字转换模块，使100通道阵列的die面积控制在3×3mm²内，达成传感器微系统集成度的突破性提升。
▸创新点4：CMOS兼容微加工工艺 - 采用0.5μm CMOS工艺实现传感器与处理电路的共集成，通过晶圆级制造将传统实验室阻抗分析仪功能压缩至芯片级，推动便携式生物检测设备发展。
Abstract
Andrew J. Mason , Senior Member , IEEE
Abstract—With the rapid progress in CMOS compatible micro-
fabrication of biosensors, there is an emerging need to miniaturize
biosensor arrays onto the surface of silicon chips that acquire
and process sensor data, permitting improved sensitivity, cost and
throughput. In this paper, a low power circuit that extracts and
digitizes sensor impedance information is presented. Composed
of a novel multiplying integrator and a unique bidirectional
counter/shifte