掃一掃
關(guān)注中圖網(wǎng)
官方微博
本類五星書更多>
-
>
闖進(jìn)數(shù)學(xué)世界――探秘歷史名題
-
>
中醫(yī)基礎(chǔ)理論
-
>
當(dāng)代中國政府與政治(新編21世紀(jì)公共管理系列教材)
-
>
高校軍事課教程
-
>
思想道德與法治(2021年版)
-
>
毛澤東思想和中國特色社會主義理論體系概論(2021年版)
-
>
中醫(yī)內(nèi)科學(xué)·全國中醫(yī)藥行業(yè)高等教育“十四五”規(guī)劃教材
生物醫(yī)療微納電子技術(shù) 版權(quán)信息
- ISBN：9787560648095
- 條形碼：9787560648095 ; 978-7-5606-4809-5
- 裝幀：一般膠版紙
- 冊數(shù)：暫無
- 重量：暫無
- 所屬分類：>>
生物醫(yī)療微納電子技術(shù) 本書特色
與人類健康息息相關(guān)的生物醫(yī)療為以集成電路為代表的微納電子科學(xué)與技術(shù)開辟了嶄新且更具生命力的應(yīng)用領(lǐng)域。本書介紹了生物醫(yī)療微納電子科學(xué)與技術(shù)的相關(guān)知識以及近十年來的研究成果，側(cè)重于硅基集成電路在此領(lǐng)域的應(yīng)用與發(fā)展，內(nèi)容涵蓋神經(jīng)傳感接口芯片、神經(jīng)仿生集成電路、植入式醫(yī)療器件的無線能量獲取與數(shù)據(jù)傳輸、自供電生物壓電傳感器、人體固態(tài)微探針、視覺假體以及生物醫(yī)療應(yīng)用中的模擬集成電路等。全書科學(xué)性與工程性相融，基礎(chǔ)性與先進(jìn)性兼?zhèn)洌碚摻Y(jié)合實際，深入淺出，圖文并茂。本書適合從事生物醫(yī)療相關(guān)電子信息產(chǎn)品（尤其是集成電路相關(guān)芯片或器件）研究與開發(fā)工作的科研工作者和工程技術(shù)人員閱讀，也可作為生物醫(yī)療電子學(xué)、微電子學(xué)等專業(yè)的高年級本科生和研究生的教學(xué)參考書。本書獲“寬禁帶半導(dǎo)體與微納電子學(xué)”高等學(xué)校學(xué)科創(chuàng)新引智計劃資助。
生物醫(yī)療微納電子技術(shù) 內(nèi)容簡介
本書介紹了生物醫(yī)療微納電子科學(xué)與技術(shù)的相關(guān)知識以及近十年來的研究成果, 側(cè)重于硅基集成電路在此領(lǐng)域的應(yīng)用于發(fā)展, 內(nèi)容涵蓋神經(jīng)傳感接口芯片、神經(jīng)仿生集成電路、植入式醫(yī)療器件的無線能量獲取與數(shù)據(jù)傳輸、自供電生物壓電傳感器、人體固態(tài)微探針、視覺假體以及生物醫(yī)療應(yīng)用中的模擬集成電路等。
生物醫(yī)療微納電子技術(shù) 目錄
第1章 神經(jīng)傳感接口芯片 1
1.1 神經(jīng)元的電化學(xué)作用機(jī)制 1
1.1.1 神經(jīng)元 1
1.1.1.1 神經(jīng)系統(tǒng) 1
1.1.1.2 神經(jīng)元的構(gòu)成 3
1.1.1.3 神經(jīng)元的分類 4
1.1.2 動作電位 6
1.1.2.1 動作電位的特性 6
1.1.2.2 動作電位沿軸突的傳導(dǎo) 9
1.1.3 離子通道 11
1.1.4 突觸 13
1.1.5 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò) 15
1.2 神經(jīng)電化學(xué)檢測芯片 16
1.2.1 神經(jīng)電化學(xué)檢測方法 16
1.2.2 神經(jīng)電化學(xué)接口芯片 19
1.2.3 神經(jīng)電化學(xué)檢測的多巴胺應(yīng)用 22
1.3 神經(jīng)電勢記錄芯片 25
1.3.1 神經(jīng)電勢記錄的需求 25
1.3.2 神經(jīng)電勢信號的特性 27
1.3.3 神經(jīng)電勢信號放大器 29
1.3.3.1 規(guī)格要求 29
1.3.3.2 電路設(shè)計 30
1.3.3.3 功耗—噪聲—面積的折中 32
1.3.4 神經(jīng)電勢記錄芯片實例 33
1.3.5 神經(jīng)電化學(xué)與神經(jīng)電勢的聯(lián)合檢測 35
1.4 神經(jīng)刺激芯片 38
1.4.1 神經(jīng)刺激的作用 38
1.4.2 神經(jīng)刺激的實現(xiàn)方式 40
1.4.2.1 電路模式 40
1.4.2.2 刺激波形 41
1.4.2.3 影響刺激功效的因素 43
1.4.3 神經(jīng)刺激發(fā)生器的電路設(shè)計 44
1.4.3.1 電極—組織的等效電路模型 44
1.4.3.2 刺激器的電路架構(gòu) 45
1.4.3.3 刺激前端電路 46
1.4.3.4 刺激器輸出級 48
1.4.3.5 刺激器的電流產(chǎn)生電路 50
1.4.4 神經(jīng)刺激器的故障及對策 54
1.5 總結(jié)與展望 56
參考文獻(xiàn) 57
第2章 神經(jīng)仿生集成電路 60
2.1 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)集成電路 60
2.1.1 人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)IC 60
2.1.2 神經(jīng)元的電學(xué)模型 61
2.1.2.1 神經(jīng)元模型 61
2.1.2.2 網(wǎng)絡(luò)模型 65
2.1.3 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)IC的設(shè)計與實現(xiàn) 66
2.1.3.1 實現(xiàn)架構(gòu) 66
2.1.3.2 模型與驗證 67
2.1.4 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)IC實例 69
2.1.4.1 固定模型參數(shù)的亞閾值CMOS ASIC 69
2.1.4.2 固定模型參數(shù)的BiCMOS ASIC 71
2.1.4.3 可調(diào)諧模型參數(shù)的BiCMOS ASIC 73
2.1.4.4 可調(diào)諧模型參數(shù)與多突觸的BiCMOS ASIC 74
2.2 神經(jīng)系統(tǒng)仿真芯片 77
2.2.1 神經(jīng)仿真系統(tǒng)的硬件架構(gòu) 78
2.2.1.1 功能架構(gòu) 78
2.2.1.2 實現(xiàn)架構(gòu) 79
2.2.1.3 放電路由網(wǎng)絡(luò) 81
2.2.2 神經(jīng)元模型及電路實現(xiàn) 82
2.2.2.1 神經(jīng)元*簡仿真電路 82
2.2.2.2 無量綱神經(jīng)元模型 82
2.2.2.3 神經(jīng)元模型的電路實現(xiàn) 87
2.2.3 神經(jīng)系統(tǒng)仿真芯片實例 92
2.2.3.1 軟硬件構(gòu)成 93
2.2.3.2 收發(fā)器和路由器 95
2.2.3.3 能效分析 98
2.2.3.4 消耗比較 99
2.3 總結(jié)與展望 101
參考文獻(xiàn) 101
第3章 植入式醫(yī)療器件的無線能量獲取與數(shù)據(jù)傳輸 104
3.1 植入式醫(yī)療器件的能量獲取 104
3.1.1 植入式醫(yī)療器件 104
3.1.2 植入式器件的能量獲取 105
3.1.2.1 人體自身能量獲取 107
3.1.2.2 體外環(huán)境能量獲取 109
3.2 植入式器件的無線電磁能量獲取與數(shù)據(jù)傳輸 111
3.2.1 概述 111
3.2.2 無線電磁能量傳輸方式 113
3.2.3 無線載波頻率的選擇 116
3.2.3.1 選擇依據(jù) 116
3.2.3.2 頻率規(guī)范 117
3.2.4 無線數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆椒? 119
3.2.4.1 數(shù)據(jù)調(diào)制方式的選擇 119
3.2.4.2 數(shù)據(jù)編碼方式的考慮 121
3.2.5 人體安全性規(guī)范 122
3.3 基于諧振電感耦合的無線鏈路 124
3.3.1 總體構(gòu)成與設(shè)計要求 124
3.3.2 諧振電感鏈路 125
3.3.2.1 諧振電感結(jié)構(gòu)設(shè)計 125
3.3.2.2 能量效率的影響因素 127
3.3.2.3 耦合線圈設(shè)計 130
3.3.2.4 自適應(yīng)負(fù)載阻抗匹配電路 133
3.3.3 整流器與穩(wěn)壓器 135
3.3.3.1 全波整流器 135
3.3.3.2 電壓倍增器 140
3.3.3.3 LDO穩(wěn)壓器 143
3.3.4 自適應(yīng)AC-DC變換器 144
3.3.4.1 可配置AC-DC變換器 144
3.3.4.2 混合式AC-DC變換器 145
3.3.4.3 無線電容充電器 147
3.3.5 單載波與雙載波 149
3.3.6 植入系統(tǒng)應(yīng)用實例 150
3.4 適于皮下植入的單片太陽能采集器 155
3.4.1 整體構(gòu)成與電路設(shè)計 155
3.4.2 系統(tǒng)關(guān)鍵參數(shù)優(yōu)化 161
3.4.3 實驗測試結(jié)果 163
3.5 無線射頻傳輸與UHF RFID的植入應(yīng)用探索 166
3.5.1 概述 166
3.5.2 理論評估 168
3.5.3 實驗評估 172
3.6 超聲用于植入器件無線能量與數(shù)據(jù)傳輸?shù)目尚行? 175
3.6.1 概述 175
3.6.2 實驗評估 176
3.6.3 設(shè)計優(yōu)化 179
3.7 總結(jié)與展望 185
參考文獻(xiàn) 185
第4章 自供電生物壓電傳感器 191
4.1 生物力學(xué)監(jiān)測與換能基礎(chǔ) 191
4.1.1 生物力學(xué)植入式監(jiān)測的必要性 191
4.1.2 應(yīng)力、應(yīng)變和疲勞 192
4.1.3 植入體應(yīng)變測量的能量獲取 194
4.2 壓電材料與壓電換能 195
4.2.1 壓電效應(yīng) 195
4.2.2 壓電材料 198
4.2.3 壓電換能模式 199
4.3 壓電儲能與非易失存儲 202
4.3.1 壓電浮柵MOS傳感器 202
4.3.2 浮柵注入模式 205
4.3.3 注入模式的比較 208
4.4 浮柵注入器的設(shè)計與驗證 208
4.4.1 恒電流浮柵注入器 208
4.4.2 浮柵注入陣列 211
4.4.2.1 基準(zhǔn)電流源 211
4.4.2.2 浮柵注入陣列的實現(xiàn) 213
4.4.2.3 檢測方法及驗證 214
4.4.3 線性浮柵注入器 219
4.4.4 微功耗浮柵注入器 224
4.5 植入式生物壓電傳感系統(tǒng)IC 227
4.5.1 總體構(gòu)成 227
4.5.2 自供電電路 228
4.5.2.1 時間擴(kuò)展電路 229
4.5.2.2 信號電平檢測電路 231
4.5.2.3 信號速度檢測電路 232
4.5.3 外部供電電路 233
4.5.4 IC總體測試驗證 237
4.6 骨折愈合的生物壓電傳感自主監(jiān)測 241
4.6.1 骨折愈合實時監(jiān)測的必要性 241
4.6.2 用于骨折愈合監(jiān)測的生物壓電傳感芯片 243
4.6.3 模擬實驗及測試結(jié)果 245
4.7 位于心室內(nèi)的微型血壓能量采集器 250
4.7.1 微波紋管傳能結(jié)構(gòu) 250
4.7.2 螺旋壓電換能器 252
4.7.3 實測驗證及改進(jìn)方向 257
4.8 總結(jié)與展望 260
參考文獻(xiàn) 260
第5章 人體固態(tài)微探針 264
5.1 空心微探針之材料與制備 264
5.1.1 概述 264
5.1.2 金屬微探針 267
5.1.3 硅微探針 268
5.1.4 聚合物微探針 271
5.2 空心微探針之改進(jìn)與驗證 274
5.2.1 DRIE刻蝕和KOH腐蝕工藝的優(yōu)化 274
5.2.2 側(cè)面開口的硅微探針 277
5.2.3 帶微杯的實心硅微探針 279
5.2.4 聚合物微探針的工藝優(yōu)化 282
5.2.5 仿蚊喙微探針 285
5.3 神經(jīng)電極概述 291
5.3.1 神經(jīng)電極的功能要求 291
5.3.2 神經(jīng)電極的分類 292
5.3.2.1 體外電極和體內(nèi)電極 292
5.3.2.2 記錄電極和刺激電極 294
5.3.2.3 非侵入式電極和侵入式電極 295
5.3.3 神經(jīng)電極的組態(tài) 297
5.3.3.1 單極與多極組態(tài) 297
5.3.3.2 C電極組態(tài)分析 299
5.3.4 金屬基神經(jīng)電極 301
5.3.5 硅基神經(jīng)電極 302
5.3.6 其他神經(jīng)電極 307
5.4 神經(jīng)電極之硅基有源探針 309
5.4.1 關(guān)鍵技術(shù) 310
5.4.1.1 工藝節(jié)點與電極密度的關(guān)系 310
5.4.1.2 串?dāng)_抑制與像素放大器 311
5.4.1.3 噪聲與電極材料、尺寸的關(guān)系 314
5.4.1.4 片上電路設(shè)計 317
5.4.2 455電極52通道有源探針 320
5.4.2.1 電路設(shè)計 321
5.4.2.2 器件制造 325
5.4.2.3 實驗驗證 326
5.4.3 966電極384通道有源探針 331
5.4.4 1356電極768通道有源探針 336
5.4.4.1 電路設(shè)計 336
5.4.4.2 實驗驗證 340
5.5 神經(jīng)電極之先進(jìn)材料的應(yīng)用 342
5.5.1 金剛石 342
5.5.1.1 金剛石探針的制備 342
5.5.1.2 金剛石探針的應(yīng)用 346
5.5.2 碳納米管與金納米粒 348
5.5.3 硅納米線 351
5.5.3.1 探針結(jié)構(gòu)與制備工藝 351
5.5.3.2 實驗測試驗證 352
5.6 總結(jié)與展望 357
參考文獻(xiàn) 358
第6章 視覺假體 363
6.1 神經(jīng)假體與視覺假體 363
6.1.1 神經(jīng)假體 363
6.1.2 視覺假體 365
6.2 視覺皮層假體 369
6.2.1 總體架構(gòu) 370
6.2.2 神經(jīng)形態(tài)編碼器 372
6.2.3 RF電感鏈路 374
6.2.4 體內(nèi)植入單元 376
6.2.5 原型演示樣機(jī) 377
6.3 無線型視網(wǎng)膜假體 380
6.3.1 總體架構(gòu) 380
6.3.2 設(shè)計考慮 382
6.3.3 15通道視網(wǎng)膜假體芯片 386
6.3.3.1 假體構(gòu)成與刺激器芯片 386
6.3.3.2 模擬前端電路 389
6.3.3.3 時鐘與數(shù)據(jù)恢復(fù)電路 394
6.3.3.4 控制邏輯電路 399
6.3.3.5 程控電流源 401
6.3.3.6 上電復(fù)位電路 403
6.3.4 256通道視網(wǎng)膜假體芯片 404
6.3.4.1 總體架構(gòu) 404
6.3.4.2 優(yōu)化方法 405
6.3.4.3 電路實現(xiàn) 409
6.3.4.4 芯片測試結(jié)果 415
6.4 光電型視網(wǎng)膜假體 419
6.4.1 總體構(gòu)成 419
6.4.2 光電二極管的工作模式 420
6.4.3 光電系統(tǒng)設(shè)計 423
6.5 總結(jié)與展望 428
參考文獻(xiàn) 429
第7章 生物醫(yī)療應(yīng)用中的模擬集成電路 432
7.1 生物放大器 432
7.1.1 生物電信號特性及對放大器的要求 432
7.1.2 基本電路與設(shè)計方法 436
7.1.2.1 基本電路 436
7.1.2.2 抑制直流失調(diào)和閃爍噪聲的方法 443
7.1.3 帶寬與增益寬范圍可調(diào)的多通道神經(jīng)放大器 449
7.1.3.1 噪聲與失配分析 449
7.1.3.2 電路設(shè)計 451
7.1.3.3 測試驗證 455
7.1.4 微功耗生物電位放大器 461
7.1.4.1 電路設(shè)計 461
7.1.4.2 測試驗證 466
7.1.4.3 系統(tǒng)構(gòu)成 471
7.1.4.4 活體試驗 473
7.1.5 高集成密度的神經(jīng)放大器 475
7.1.6 程控自調(diào)整E類放大器 480
7.1.6.1 自適應(yīng)調(diào)整原理 481
7.1.6.2 電路設(shè)計與驗證 482
7.2 模擬—數(shù)字轉(zhuǎn)換器 484
7.2.1 生物醫(yī)療系統(tǒng)對！獢(shù)轉(zhuǎn)換器的需求 484
7.2.2 單相驅(qū)動二階ΣΔ ADC 486
7.2.2.1 架構(gòu)設(shè)計 486
7.2.2.2 電路實現(xiàn) 486
7.2.2.3 實測驗證 490
7.2.3 兩步連續(xù)時間增量ΣΔ ADC 492
7.2.3.1 架構(gòu)與規(guī)格設(shè)計 493
7.2.3.2 電路實現(xiàn) 497
7.2.3.3 實測驗證 503
7.2.4 低功耗SAR ADC 506
7.2.4.1 架構(gòu)設(shè)計 507
7.2.4.2 電路實現(xiàn) 511
7.2.4.3 實測驗證 515
7.2.5 簡化的模擬—數(shù)字轉(zhuǎn)換方案 518
7.2.5.1 自適應(yīng)神經(jīng)放電探測 518
7.2.5.2 局部場電位能量檢測 521
7.3 無線射頻前端電路 524
7.3.1 植入式醫(yī)療設(shè)備的解調(diào)器與調(diào)制器 524
7.3.1.1 ASK解調(diào)器與FSK調(diào)制器 524
7.3.1.2 PSK解調(diào)器 526
7.3.2 生物醫(yī)療系統(tǒng)的無線收發(fā)器 533
7.3.2.1 體系架構(gòu) 533
7.3.2.2 關(guān)鍵單元 537
7.3.3 超輕無線多通道神經(jīng)遙測微系統(tǒng) 542
7.3.3.1 系統(tǒng)概述 543
7.3.3.2 性能分析 543
7.3.3.3 模塊設(shè)計 546
7.3.3.4 系統(tǒng)測試 555
7.3.3.5 活體試驗 557
7.4 總結(jié)與展望 558
參考文獻(xiàn) 559
附錄 縮略語對照表 567
展開全部
生物醫(yī)療微納電子技術(shù) 作者簡介
莊奕琪，教授。博士生導(dǎo)師，歷任西安電子科技大學(xué)微電子學(xué)院院長、國家集成電路人才培養(yǎng)基地主任、國家級集成電路實驗教學(xué)示范中心主任、“寬禁帶半導(dǎo)體與微納電子學(xué)”高等學(xué)校創(chuàng)新引智基地主任等。先后于1982年、1986年和1995年獲得半導(dǎo)體物理與器件、微電子技術(shù)和光電子專業(yè)的學(xué)士、碩士和博士學(xué)位，曾入選機(jī)電部優(yōu)秀科技青年、陜西省三五人才工程、西安電子科技大學(xué)有突出貢獻(xiàn)的中青年專家及特聘教授、國務(wù)院政府特殊津貼獲得者、陜西省教學(xué)名師等。 自1982年在西安電子科技大學(xué)留校工作以來，長期從事微電子學(xué)科的科研、教學(xué)和管理工作。曾主持完成科研項目50多項。其中9項成果獲得省部級以上及全軍科技進(jìn)步獎，獲發(fā)明專利授權(quán)30余項，在國內(nèi)外重要刊物發(fā)表學(xué)術(shù)論文200多篇，其中有近100篇被SCI、EI收錄，出版有《半導(dǎo)體器件中的噪聲及其低噪聲化技術(shù)》、《微電子器件應(yīng)用可靠性技術(shù)》、《藍(lán)牙夢想與現(xiàn)實》、《電子元器件可靠性工程》、《納米電子學(xué)》和《電子設(shè)計可靠性工程》等多部專著，其中《電子設(shè)計可靠性工程》一書于2017年獲第四屆中國出版政府獎提名獎。指導(dǎo)的研究生已獲博士學(xué)位的39人。已獲碩士學(xué)位的150余人，每年主講博士生課程1門、碩士生課程2門和本科生課程2門。 目前科研方向為射頻集成電路設(shè)計、短距離無線通信及移動網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)芯片設(shè)計、通信與功率集成系統(tǒng)開發(fā)、微電子器件噪聲與可靠性應(yīng)用技術(shù)等。曾經(jīng)或正在主持的科研項目有國家重大科技專項、國家自然科學(xué)基金、國家863計劃、電子產(chǎn)業(yè)發(fā)展基金、國家重大創(chuàng)新項目等，涉及短距離無線通信芯片與系統(tǒng)設(shè)計、超高頻射頻識別標(biāo)簽芯片、物聯(lián)網(wǎng)核心芯片與傳感器、可靠性無損檢測與診斷等方面。正在開拓的前沿方向有人體可植入芯片、生物電子微系統(tǒng)、無線能量采集和軟件無線電芯片等。
書友推薦
- >
人文閱讀與收藏·良友文學(xué)叢書:一天的工作
- >
推拿
- >
月亮虎
- >
苦雨齋序跋文-周作人自編集
- >
莉莉和章魚
- >
龍榆生：詞曲概論/大家小書
- >
【精裝繪本】畫給孩子的中國神話
- >
唐代進(jìn)士錄
本類暢銷
