生体センシング用途向け超低消費電力ΔΣモジュレータ

井田 司  田中 智之  松岡 俊匡  谷口 研二  

誌名
電子情報通信学会論文誌 C   Vol.J90-C   No.10   pp.662-670
公開日: 2007/10/01
Online ISSN: 1881-0217
DOI: 
Print ISSN: 1345-2827
論文種別: 論文
専門分野: 電子回路
キーワード: 
CMOSアナログ回路,  弱反転領域動作,  ΔΣモジュレータ,  スルーレートブースト,  低消費電力,  

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あらまし: 
MOSFETの弱反転領域を用いた生体信号センシング用ΔΣモジュレータを提案する.すべてのMOSFETを確実に弱反転領域で動作させるため,電源電圧は500 mVと設定して低消費電力化を図り,電池による長時間の駆動が可能となる設計を行った.ΔΣモジュレータ内のオペアンプのスルーレートがモジュレータの特性に大きな影響を与えることをシミュレーションで確認し,スルーレートを強化するAdaptive Biasオペアンプと定バイアスのオペアンプを用いてΔΣモジュレータを設計・試作・測定した.クロック周波数5 kHzのとき,ピークのSNDRはそれぞれ33 dB,22 dBとなり,信号入力域の全域にわたり,約10 dBの改善が得られた.消費電流は26 nAであった.また,スルーレートブーストオペアンプを用いれば,クロック周波数を増加させても通常のオペアンプと比較してSNDRの劣化が少ないことを確認した.