ASICS para dispositivos médicos implantables
En este trabajo se estudiará el desarrollo de circuitos integrados en la mayoría de los casos específicos para una aplicación médica implantable, tecnología CMOS de 0.6μm estándar y HV sobre waffer de SOI. El trabajo contiene algunas contribuciones originales obtenidas del trabajo con circuitos p...
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| Autor principal: | |
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| Otros Autores: | |
| Formato: | tesis doctoral |
| Lenguaje: | Español |
| Publicado: |
2017
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| Materias: | |
| Acceso en línea: | http://repositoriodigital.uns.edu.ar/handle/123456789/3876 |
| Aporte de: |
| Sumario: | En este trabajo se estudiará el desarrollo de circuitos integrados en la mayoría de los casos
específicos para una aplicación médica implantable, tecnología CMOS de 0.6μm estándar y HV
sobre waffer de SOI. El trabajo contiene algunas contribuciones originales obtenidas del
trabajo con circuitos para estimuladores cardíacos y sensores.
En primer lugar, se presentará la técnica de degeneración de bulk para el incremento del rango
lineal de OTAs, sobre la que existe muy poco trabajo previo. Mediante esta técnica se
demostrará que se puede alcanzar menores voltajes de alimentación y menor distorsión en
comparación con otros trabajos previos publicados. Se implementó y midió un OTA que
combina técnicas de degeneración tanto de bulk como de source alcanzando un rango lineal
por encima de 1V con una fuente de alimentación que varía desde los 1.8V hasta los 5.5V. Este
es el primer estudio sobre degeneración de bulk que incluye medidas, y su aplicación en
sistemas de bajo consumo y/o aplicaciones médicas. Como aplicación se implementó un
circuito de adaptación para la señal proveniente de un acelerómetro piezoeléctrico para un
sistema de tipo marcapaso adaptativo, utilizando filtros Gm-C.
Seguidamente, se presentará el desarrollo de adaptadores de nivel ciegos con un amplio rango
de voltajes de entrada (desde 1.8V a 5.5V) y salida (desde 0 a 18V e incluso voltajes negativos),
orientados a dispositivos médicos implantables. Se establece una arquitectura modificada y
metodología de diseño que garantice la operación robusta de los adaptadores de nivel, para
todo punto de operación y variaciones del proceso de fabricación. Como ejemplo de aplicación
de los adaptadores de nivel, se presenta un multiplicador de voltaje programable del tipo
bomba de carga multicanal, capaz de alcanzar hasta 16V. Se verificó la correspondencia de las
simulaciones con las mediciones en un amplio rango de la tensión de entradas (1.6V hasta
5.5V). Se realizaron medidas de la eficiencia emulando una configuración tipo marcapasos
para 4 estímulos por segundo en un solo canal, mostrando una eficiencia de carga del 95%, y
cerca de un 90% de eficiencia en potencia.
Finalmente se presentarán algunos bloques del circuito que implementan el concepto de
seguridad al estar en contacto directo con tejido biológico, a la hora de estimular. Se describe
sistemas de control para estimulación segura de tejido tanto en tensión como en corriente, e
incluso un adaptador de nivel modificado (seguro). |
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