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Diseño de un amplificador de instrumentacion en tecnología cmos, para la aplicación de espectroscopía de bioimpedancia eléctrica

Resumen

En este trabajo de investigación se presenta un proceso de diseño completo para un amplificador de instrumentación integrado (IA, por sus siglas en inglés) destinado a medición de espectroscopia de bioimpedancia eléctrica, orientado a su vez a la detección de cáncer de cuello uterino. Este proceso incluye la contextualización del problema, la preparación conceptual concerniente a los amplificadores y los fenómenos que afectan su funcionamiento, el estudio de diferentes arquitecturas, la consecuente selección y descripción de una arquitectura según parámetros de diseño específicos, y la elaboración de una metodología de diseño que tiene en cuenta aspectos clave como la geometría de la sonda de medición, los requisitos de ganancia y ruido, CMRR, PSRR y las regiones de operación (análisis de gm/ID) de los transistores críticos del amplificador para realizar su dimensionamiento. Siguiendo esta metodología, se diseñaron dos amplificadores de instrumentación de realimentación de corriente local (CFIA) diferentes (salida única y diferencial) en una tecnología de proceso CMOS de 0.18-µm, ambos logrando resultados de simulación post-layout en conformidad con las especificaciones de diseño requeridas. El amplificador de salida única pudo ser fabricado y caracterizado, y presentó caractericas experimentales similares a las simulaciones post-layout. Estos resultados permiten afirmar que los circuitos diseñados son adecuados para aplicaciones de bioimpedancia.