9.4 μW、285个样本/秒的电容数字转换器，适用于基于薄膜晶体管技术的大面积主动型电子战光电二极管（EWOD）阵列

《IEEE Open Journal of Circuits and Systems》：9.4 μW 285 Samples/s Capacitance to Digital Converter for Large Area Active EWOD Arrays in Thin-Film Transistor Technology

　　

摘要：

本文介绍了一种低功耗、对数线性电容敏感的电路，专为基于薄膜晶体管（TFT）技术的大面积电润湿-on-dielectric（EWOD）阵列设计。通过利用该电路的固有时间常数，该方法在低电容水平下实现了更高的灵敏度，有效解决了EWOD电极电容与系统中存在的寄生电容相当的情况。该电路采用低温多晶硅（LTPS）TFT工艺制造，具有高达6位的分辨率，可测量63个不同的电容值，并能检测小至61.3 fF的电容变化。文中提出了两种电路变体：第一种采用单晶体管-单一电阻（1T1R）输入级，其峰值/平均功耗为 16?μ W；第二种采用电流镜（CM）输入级，功耗为 35?μ W；这两种电路的面积分别为 m2 和 m2。与目前的TFT技术相比，这两种实现方式在分辨率、灵敏度和功耗效率方面都有显著提升。