Low-Voltage Electronics for the Stimulation of Biological Neural Networks Using Fully Complementary BiCMOS Circuits

Abstract

This paper describes low-voltage neural stimulating circuitry developed using fully complementary BiCMOS (FC-BiCMOS) process technology for providing charge-balanced bipolar stimulating currents to tissue in the central nervous system. The electronics features an FC-BiCMOS buffer, a 7-b biphasic current-output digital-to-analog converter, a 14-b frequency divider, a nonoverlapping two-phase clock generator, and an auto timeout safety scheme while driving any two of eight selected sites from 0 to ±126 ESA with ±2 ESA resolution. The circuit area is 1.6 mml in 3-ESm features. Micropower circuit techniques allow the probe to dissipate <10 pW in standby and operate at 10 MHz from ±2.5 V supplies.

Index Terms—BiCMOS, biomedical sensors, micropower cir-cuits, neural networks.

---

مدار الکترونیکی ولتاژ پایین برای تحریک شبکۀ عصبی زیستی با استفاده از مدار کاملاً مکمل BiCMOS

چکیده

این مقاله، مدارهای تحریک کنندۀ عصبی ولتاژ پایین با استفاده از تکنولوژی فرایند ” BiCMOS کاملاً مکمل” (FCBiCMOS)، برای ایجاد جریان تحریک دوقطبی با تعادل در بار الکتریکی، در بافت سیستم عصبی مرکزی، را توصیف می کند. مدار الکترونیکی دارای قسمت​های زیر است، یک بافر FC-BiCMOS ، مبدل دیجیتال به آنالوگ جریان خروجی دوفازی  7-b ، یک تقسیم کنندۀ فرکانس 14-b ، یک مولد ساعت دو مرحله​ای بدون همپوشانی (nonoverlapping)، و یک ویژگی ایمنی “تایم اوت” خودکار در هنگامی که هر کدام از دو انتخاب از هشت محل، از 0 تا  ±126μA با تفکیک  ±2μA بکار گرفته می شود. مساحت مدار  1.6mm²  در  3-μm تعیین شده است. استفاده از روش مدار میکروقدرت، اجازه می دهد تا میله (پراب) در هنگام آماده باش یا استاندآپ، استهلاک انرژ ی کوچکتر از  10μW داشته باشد و در هنگام کار، با استفاده از تغذیه کنندۀ ±2.5، با فرکانس 10MHz کار کند

اصطلاحات – BiCMOS، سنسورهای زیست پزشکی، مدارهای میکروقدرت، شبکه های عصبی

ترجمه مقاله مهندسی برق | ترجمه برق | ترجمه تخصصی مقاله برق |