CMOS 생체전위/뇌신호 아날로그 프런트엔드 및 다중 전극 인터페이스 회로

CMOS Biopotential/Neural Recording Analog Front-Ends and Multi-Electrode Interfaces

연구 내용

잡음 효율과 입력 임피던스를 보존하는 CMOS 생체전위 AFE와 다중 전극 인터페이스 회로를 설계하여 뇌·생체 신호를 안정적으로 기록하는 연구

본 연구는 생체전위 신호의 작은 전압 성분을 측정하기 위해 CMOS 아날로그 프런트엔드를 설계하는 연구입니다. 입력 커패시턴스 열화의 원인이 되는 기생 성분을 고려해 이중 양(+) 궤환 구조와 온칩 포어그라운드 캘리브레이션을 적용하여 유효 입력 임피던스를 유지합니다. 또한 두 전극 측정에서 공통모드 간섭이 큰 환경에서도 Miller effect 기반의 공통모드 추종과 공통모드 적응 전류 재사용 OTA로 신호 선형성을 확보합니다. 재구성 가능한 다중 전극 어레이용 시스템 아키텍처를 함께 구축하여 확장형 기록을 지원하는 차별성을 갖습니다.

관련 프로젝트

1건

연구 흐름

초기에는 바이오포텐셜 모니터링용 AFE에서 기생 성분에 의한 입력 임피던스 열화를 억제하는 캡시티브 결합 chopper 안정화 계측 증폭기 구조를 검증하는 데 집중하였습니다. 이후 다수 전극을 위한 CMOS 마이크로일렉트로드 어레이 시스템과 시분할/멀티플렉싱 구조를 결합하여 채널 확장성을 확보하는 방향으로 연구를 확장했습니다. 최근에는 두 전극 기록 환경에서 공통모드 간섭이 크게 유입될 때도 공통모드 입력 범위와 잡음을 함께 관리하는 AFE를 제시하고, 대량 데이터 처리를 위한 모듈화된 뇌신호 증폭 IC 개발 과제로 연결해 기록 성능과 시스템화를 동시에 추진하고 있습니다.

활용 가능성

활용 가능성은 알앤디써클 특화 AI 에이전트가 생성한 내용으로, 실제 연구 가능 여부는 연구실과의 논의가 필요합니다.

ECG 생체신호 증폭
EEG 뇌전위 기록
저잡음 생체전위 AFE 설계
공통모드 간섭 허용 기록
건식 전극 임피던스 보정
다중 전극 시분할 인터페이스
확장형 신경 신호 증폭
두 전극 차동 측정 아날로그
기생 커패시턴스 캘리브레이션
생체신호용 바이오메디컬 SoC 전단