Wide Input Dynamic Range Fully Integrated Capacitive Sensor for Life Science Applications
Notice bibliographique
Résumé
This paper presents a new fully integrated CMOS capacitance sensor chip with a wider input dynamic range (IDR) compared to the state-of-the-art, suitable for a variety of life science applications. With the novel differential capacitance to current conversion topology, it achieves an IDR of about seven times higher compared to the previous charge based capacitive measurement (CBCM) circuits and about three times higher compared to the CBCM with cascode current mirrors. It also features a calibration circuitry consisting of an array of switched capacitors, interdigitated electrodes (IDEs) realized on the topmost metal layer, a current-controlled 300 MHz oscillator, and a counter-serializer to create digital output. The proposed sensor, fabricated in AMS 0.35 μm CMOS technology, enables a high-resolution measurement, equal to 416 aF, of physiochemical changes in the IDE with up to 1.27 pF input offset adjustment range (IOAR). With a measurement speed of 15 μs, this sensor is among the fast CMOS capacitive sensors in the literature. In this paper, we demonstrate its functionality and applicability and present the experimental results for monitoring 2 μL evaporating droplets of chemical solvents. By using samples of solvents with different conductivity and relative permittivity, a wide range of capacitance and resistance variations in the sample-IDE interface electric equivalent model can be created. In addition, the evaporating droplet test has inherently fast dynamic changes. Based on the results, our proposed device addresses the challenge of detecting small capacitance changes despite large parasitic elements caused by the ions in the solution or by remnants deposited on the electrode.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,001 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».