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| 为有效提取低频、微弱、易受干扰的人体生理信号，可穿戴和医疗植入式ASIC电极中的ADC需搭载低功耗、高输出线性的栅压自举采样开关，其性能直接影响生物界面上本征信号的完整性和提取精度。本研究采用65 nm/0.6 V CMOS工艺，设计了一种适配该应用的栅压自举采样开关。通过附加“虚拟管”抑制电荷注入效应提升采样精度，通过增设“动态体偏置模块”和“体偏置切换控制模块”，抑制阈值波动，稳定输出线性度。考虑人体生物电信号的低幅度和低频特性，分别对峰值0.6 V的信频上限10 KHz和低频100 Hz的模拟生理电信号以10 MS/s的采样频率进行高速采样仿真分析。结果显示：在高频10KHz消耗功耗587.3 nW，有效采样位数达8.9 bit，获得非杂散动态范围62.02dB；当信频降为100 Hz，功耗降至6 nW，有效位数6.33 bit，非杂散动态范围可提升至78.19 dB。Cadence仿真结果表明，设计的自举开关性能可较好地满足人体生物电信号的采样需求。 |
| 关键词: 模拟生物电信号 自举采样开关 高线性 低功耗 动态体偏置 |
| DOI：10.3969/j.issn.1005-9490.2021.05.008 |
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| 基金项目:国家自然科学(61704049,61804046)；河南省科技厅科技计划项目(192102210087,182102210295) |
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