一个神经记录IC为64通道时间复合MEA与3.3-GΩ总输入阻抗使用双正反循环Z_IN-提升

科学领域:

• 神经技术的神经技术
• 集成电路设计 集成电路设计
• 生物医学工程 生物医学工程

背景情况:

• 神经记录集成电路 (ICs) 需要高输入阻抗才能有效地与微电极阵列 (MEAs) 接口.
• 传统的IC侧多重复合可能会遭受寄生效应,限制性能和可扩展性.
• 寄生不匹配降低了信号完整性,并使神经记录系统的校准复杂化.

研究的目的:

• 提供一个64通道的时域多重复合 (TDM) 神经记录IC,增强总输入阻抗 (T-Z_IN).
• 展示一种新的电极侧多重复合方案,可以取消内部和外部寄生虫.
• 与先前的技术相比,提高神经记录IC的可扩展性和性能.

主要方法:

• 开发了一种使用电极侧多重复合的64通道TDM神经记录IC.
• 实现了双正反循环 (DPFL) 与共享反电容器用于寄生虫取消.
• 在180纳米CMOS工艺中制造了IC,每个模拟前端有8:1的复杂化.

主要成果:

• 在10 Hz时达到3.3 GΩ的高T-Z_IN,并添加了3 pF的外部电容.
• 证明了基于盐水的峰值记录,输入引用噪声低,为6.66μV_RMS (1 Hz到10 kHz).
• 该系统的功耗低 (8.87微瓦/通道),面积小 (0.0619毫米/通道).

结论:

• 拟议的电极侧复合和DPFL有效地消除了寄生虫,显著提高了T-Z_IN.
• 这种方法消除了寄生不匹配,提高了神经记录IC的可扩展性和性能.
• 开发的IC为高性能,可扩展的神经接口提供了一个有希望的解决方案.