一种极低功耗的传感器前端信号放大处理电路及其场效应管亚阈值区设计方法技术

本发明专利技术公开了一种极低功耗的传感器前端信号放大处理电路及其场效应管亚阈值区设计方法。所述传感器前端信号放大处理电路以场效应管为核心器件，配合静态工作点设置电路将场效应管的工作区设置于亚阈值区，辅之以传感器信号输入端、阻抗匹配电路、源级电阻、负载放大电路及输出耦合电路完成传感器前端信号放大处理功能。本发明专利技术针对大幅度降低网络节点传感器功耗的迫切需求；提出基于场效应管器件采用亚阈值设计体制实现微瓦级甚至纳瓦级的具有极低功耗特点的传感器前端信号放大处理技术，采用此发明专利技术可以大大提高网络节点传感器的待机值守时间。机值守时间。机值守时间。

【技术实现步骤摘要】
一种极低功耗的传感器前端信号放大处理电路及其场效应管亚阈值区设计方法


[0001]本专利技术属于传感器
；具体涉及一种极低功耗的传感器前端信号放大电路及其场效应管亚阈值区设计方法。

技术介绍

[0002]趋零功耗传感器技术是美国DARPA提出的一项传感器与信号处理新型电子信息系统创新技术体系中的一项关键技术。常规的传感器工作需要消耗电能，趋零功耗传感器技术把传感器工作需要消耗的电能降低到接近零消耗的状态，从而使趋零功耗传感器可以在无能源供应情况下正常工作，或者在有限电池供能情况下，使传感器工作系统能够长时间工作。趋零功耗传感器技术本质上是能量传感技术，即以各种材料特性和各类物理、化学效应为基础设计依托，通过微纳传感设计技术并以MEMS、微电子、光电子等多项工艺融合为实现方法，实现的一类芯片传感器技术。这种具有近零功耗特征的新型传感器技术的信号处理同样需要突破以往常规信号处理技术，同样国外先进技术在传感器的信号处理技术方面采用了新的技术使传感器应用系统的功耗降低了10的6次方量级。基于此类传感器和信号处理技术构建的应用系统可以一直处于“有意本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种极低功耗的传感器前端信号放大处理电路，其特征在于，所述传感器前端信号放大电路包括MOS场效应管及静态工作点设置电路、传感器信号输入端、阻抗匹配电路、源级电阻、负载放大电路、输出耦合电路，所述传感器信号输入端与阻抗匹配电路相连接，所述阻抗匹配电路分别与静态工作点设置电路和MOS场效应管相连接，所述MOS场效应管分别与源级电阻、负载放大电路及输出耦合电路相连接。2.根据权利要求1所述一种极低功耗的传感器前端信号放大处理电路，其特征在于，所述传感器前端信号放大处理电路通过静态工作点设置电路使电路中的MOS场效应管工作在亚阈值区。3.根据权利要求1所述一种极低功耗的传感器前端信号放大处理电路，其特征在于，由于所述MOS场效应管输入阻抗很高，当栅源电压大于阈值电压时，MOS场效应管处于导通状态；当栅源电压小于阈值电压时，MOS场效应管处于截止状态，漏极电流Id可低至纳安级的极低水平。4.根据权利要求2所述一种极低功耗的传感器前端信号放大处理电路，其特征在于，所述传感器放大电路的输入端有传感器信号耦合阻抗匹配输入电路，通过参数设置适配具有低频特征的交流电压或电荷信号；所述传感器放大处理电路的负载放大电路为具有高阻特征的负载放大电路。5.根据权利要求2所述一种极低功耗的传感器前端信号放大处理电路，其特征在于，所述传感器前端信号放大处理电路的输出耦合电路，为能实现带直流偏置或不带直流偏置的交流信号的耦合输出的电路。6.根据权利要求5所述一种极低功耗的传感器前端信号放大处理电路，其特征在于，输出端输出的信号能直接接入后续二级处理电路，所述二级处理电路包括但不局限于运算放大电路、滤波电路、加减法运算电路、积分电路或模数转换AD电路。7.根据权利要求1
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3任一所述一...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈丽洁，朴胜春，雷亚辉，龚李佳，张强，
申请(专利权)人：哈尔滨工程大学，
类型：发明
国别省市：