Düşük gürültülü düşük güç harcamalı GMR biyosensör arayüzü tasarımı

Modern tıbbın gelişimi ve tedavi yöntemlerinin artması ile hastalıkların erken teşhisinin önemi de büyük bir artış göstermektedir, bu artış organik örnekler için ucuz ve kolay uygulanabilir teşhis ve tanı koyma methodlarına arzı da yanında getirmektedir. Mevcut uygulanan yöntemler (enzimatik, nükleer yada florosan etiketleme) hem pahalı ve temini zor, hem de uygulaması gerek hasta, gerek kurumlar ve uzmanlar için meşakatlidir. Son yıllarda ayrıca gelişim gösteren bir bilim dalı bu konudaki açığı kapatmak için ciddi bir potansiyel vaat etmektedir, manyetik nanoteknoloji. Teşhis edilecek organik partiküllere uygun olarak seçilen manyetik nano etiketler sayesinde biyolojik yapı taşları işaretlenerek herhangi bir manyetik sensör sayesinde elektriksel sinyale dönüşümü mümkün olmaktadır. Bu nano etiketlerin okunması sürecinde dev magnetorezistans dönen valf sensörleri (GMR SV) hassas ölçümler için ciddi bir potansiyel ortaya koymaktadır. Bu proje spesifik bir ultra hassas (<100nT) GMR SV sensör için tasarlanmış bir CMOS (UMC 0.18 um teknolojisi) arayüz ortaya koymaktadır. Bu arayüz gürültülü ve düşük gerilimli sensör sinyalini alıp üzerine mümkün olduğunca gürültü eklemeden yükselterek en sonunda da sayısal koda dönüştürme sürecini kapsamaktadır. Tasarım aşamalarının her biri ve bu aşamalarda verilen kararlar, gerekli ödünleşim ilişkileri ile beraber detaylıca incelenmiştir. GMR SV sensörlerin ve sinyal oluşumunda kullanılan manyetik nano-partiküllerin altında yatan teori ve bunların modellenme süreci de ayrıca incelenmiştir. Her bloğun, alt blokların ve üst blokların performans değerlendirmesi de simülasyon sonuçları ile belirtilmiş ve irdelenmiştir.