| Περίληψη: | Σε αυτήν την εργασία μελετούμε την τοπολογία ενός κυκλώματος ανάγνωσης για χρήση με έναν βιοαισθητήρα. Σκοπός ενός κυκλώματος ανάγνωσης είναι να μεταφράσει το σήμα του βιοαισθητήρα σε χρήσιμο σήμα το οποίο μας δίνει κάποια πληροφορία και μπορεί να επεξεργαστεί. Ως βιοαισθητήρα, για την παρούσα εργασία, χρησιμοποιούμε το Ion-Sensitive FET (ISFET), το οποίο είναι ένα τρανζίστορ τύπου FET που έχει τη δυνατότητα να αναγνωρίζει την συγκέντρωση των ιόντων σε ένα διάλυμα. Για αυτό το λόγο, το πρώτο κομμάτι της εργασίας αφιερώθηκε στην δημιουργία ενός μοντέλου για το ISFET, το οποίο να είναι κατάλληλο για χρήση σε πρόγραμμα προσομοίωσης. Το μοντέλο αυτό βασίζεται στις φυσικές και χημικές διεργασίες που λαμβάνουν χώρα στο διάλυμα που αφορά το ISFET.
Τα χαρακτηριστικά ενός κυκλώματος ανάγνωσης πρέπει να είναι η υψηλή ανάλυση και αναγνωρισιμότητα, η ανθεκτικότητα στον θόρυβο και η δυνατότητα για μαζική παραγωγή. Αυτοί οι λόγοι μας οδηγούν στην χρήση ενός Βρόχου Κλειδώματος Φάσης (PLL). Αυτό το κύκλωμα ικανοποιεί τις προδιαγραφές που θέσαμε για το κύκλωμα ανάγνωσης και μπορεί να γίνει ενσωμάτωση του βιοαισθητήρα σε αυτό. Το PLL αποτελείται από έναν ανιχνευτή φάσης, ένα φίλτρο και έναν ταλαντωτή ελεγχόμενο από τάση. Κάθε ένα από αυτά τα στοιχεία παρουσιάζεται και μελετάται στην παρούσα διπλωματική.
Συγκεκριμένα, για τον ανιχνευτή φάσης γίνεται χρήση του κυκλώματος Gilbert Cell, το οποίο έχει δείξει ικανοποιητικά αποτελέσματα όταν χρησιμοποιείται για ανάγνωση των σημάτων του ISFET. Επίσης, παρουσιάζουμε την τοπολογία ενός ταλαντωτή ελεγχόμενου από τάση ο οποίος βασίζεται στον ταλαντωτή δακτυλίου. Τέλος, γίνεται η σύνθεση αυτών των επιμέρους στοιχείων με σκοπό την δημιουργία ενός ολοκληρωμένου κυκλώματος ανάγνωσης. Η μελέτη έγινε με χρήση προσομοίωσης τύπου SPICE και τα αποτελέσματα και οι προσομοίωση παρουσιάζονται στο τελευταίο κεφάλαιο.
|
|---|
