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

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dc.contributor.advisorAmaya Palacio, Jose Alejandro
dc.contributor.advisorHernandez Herrera, Hugo Daniel
dc.contributor.authorHernandez Sanabria, Elkyn Enrique
dc.date.accessioned2024-03-04T00:05:41Z
dc.date.available2018
dc.date.available2024-03-04T00:05:41Z
dc.date.created2018
dc.date.issued2018
dc.description.abstractEn 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.
dc.description.abstractenglishIn this research work is presented a complete design process for an integrated CMOS Instrumentation Amplifier (IA) intended for electric bioespectroscopy spectroscopy measurement, and aimed to early cervical cancer detection. This process includes problem contextualization, conceptual preparation regarding amplifiers and its features, study of different IA architectures, subsequent selection and description of an architecture as per specific design specifications, and the elaboration of a design methodology that takes into account key design aspects such as measurement probe geometry, noise and gain requirements, CMRR, PSRR and operation region considerations (gm/ID analysis) of the amplifier’s critical transistors to perform its sizing. Following this methodology, two different local current feedback instrumentation amplifiers (CFIA) were designed (single and differential output) in a 0.18-µm CMOS process technology, both achieving post-layout simulation results in conformity with required design specifications. Finally, the single output amplifier was manufactured and characterized, giving experimental features similar to post-layout simulations. This results make the designed circuits suitable for bioimpedance applications.
dc.description.degreelevelMaestría
dc.description.degreenameMagíster en Ingeniería Electrónica
dc.format.mimetypeapplication/pdf
dc.identifier.instnameUniversidad Industrial de Santander
dc.identifier.reponameUniversidad Industrial de Santander
dc.identifier.repourlhttps://noesis.uis.edu.co
dc.identifier.urihttps://noesis.uis.edu.co/handle/20.500.14071/38699
dc.language.isospa
dc.publisherUniversidad Industrial de Santander
dc.publisher.facultyFacultad de Ingenierías Fisicomecánicas
dc.publisher.programMaestría en Ingeniería Electrónica
dc.publisher.schoolEscuela de Ingenierías Eléctrica, Electrónica y Telecomunicaciones
dc.rightshttp://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
dc.rights.accessrightsinfo:eu-repo/semantics/openAccess
dc.rights.creativecommonsAtribución-NoComercial-SinDerivadas 4.0 Internacional (CC BY-NC-ND 4.0)
dc.rights.licenseAttribution-NonCommercial 4.0 International (CC BY-NC 4.0)
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0
dc.subjectAmplificador De Instrumentación (Ia)
dc.subjectRealimentación Local De Corriente
dc.subjectMetodología De Diseño
dc.subjectAnálisis Gm/Id
dc.subjectEspectroscopia De Bioimpedancia Eléctrica (Ebe).
dc.subject.keyword: Instrumentation Amplifier (Ia)
dc.subject.keywordLocal Current Feedback
dc.subject.keywordDesign Methodology
dc.subject.keywordGm/Id Analysis
dc.subject.keywordElectrical Impedance Spectroscopy (Eis).
dc.titleDiseño de un amplificador de instrumentacion en tecnología cmos, para la aplicación de espectroscopía de bioimpedancia eléctrica
dc.title.englishDesign of an integrated cmos instrumentation amplifier for electrical bioimpedance spectroscopy applications
dc.type.coarhttp://purl.org/coar/version/c_b1a7d7d4d402bcce
dc.type.hasversionhttp://purl.org/coar/resource_type/c_bdcc
dc.type.localTesis/Trabajo de grado - Monografía - Maestria
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