Séance de cours

Blocs de construction CMOS

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Dans cours

EE-517: Bio-nano-chip design

Introduction to heterogeneous integration for Nano-Bio-CMOS sensors on Chip. Understanding and designing of active Bio/CMOS interfaces powered by nanostructures. ...

Description

Cette séance de cours couvre la conception de blocs de construction CMOS pour la conduite de cellules électrochimiques, y compris les propriétés électriques et les circuits équivalents. Il traite également de l'impédance, des courbes de Nyquist, de la capacité et des courants non-faradaïques. L'instructeur explique les amplificateurs opérationnels, les problèmes de bruit et l'impact de la tension sur les bio-interfaces.

Enseignant·e

Sandro Carrara

Sandro Carrara a été nommé IEEE Fellow pour ses remarquables réalisations dans le domaine de la conception de biocapteurs CMOS à l'échelle nanométrique. Il a également reçu le prix "IEEE Sensors Council Technical Achievement Award" en 2016 pour son leadership dans le domaine émergent du co-design des interfaces Bio/Nano/CMOS. Il est un Professeur titulaire à l' EPFL à Lausanne (Suisse) et responsable du groupe de recherche "Bio/CMOS Interfaces" (BCI). Il est ancien professeur de biocapteurs optiques et électriques au Département de génie électrique et de biophysique (DIBE) de l'Université de Gênes (Italie) et ancien professeur de nanotechnologie à l'Université de Bologne (Italie). Il est titulaire d'un doctorat en biochimie et de biophysique de l'Université de Padoue (Italie), une master en physique de l'Université de Gênes (Italie), et un diplôme en électronique de l'Institut National de Technologie à Albenga (Italie). Ses intérêts scientifiques sont sur les phénomènes électriques de films nano-bio-structuré, et comprennent CMOS conception de biopuces à base de protéines et de l'ADN. Le long de sa carrière, il a publié 7 livres, l'un comme auteur avec Springer sur les interfaces Bio/CMOS et, plus récemment, un manuel de bioélectronique avec La prestigieuse Cambridge University Press. Il a également publié plus de 250 articles scientifiques et est l'auteur de 13 brevets. Il est maintenant chef rédacteur du Journal IEEE Sensors; il est également fondateur et chef rédacteur du Journal BioNanoScience par Springer, et rédacteur adjoint de IEEE Transactions on Circuits and Biomedical Systems. Il est membre du IEEE Sensors Council et de son comité exécutif. Il était membre du Conseil des gouverneurs de la IEEE Circuits And Systems Society (CASS). Il a été nommé IEEE conférencier émérite pour les années 2017-2019 pour le Conseil IEEE Sensors, et de la société CASS pour les années 2013-2014. Son travail a reçu plusieurs reconnaissances internationales: plusieurs Top-25 Hottest-articles (2004, 2005, 2008, 2009, et deux fois en 2012) publiés dans des journaux internationales très fort impact telles que Biosensors and Bioelectronics, Sensors And Actuators B, IEEE Sensors, et Thin Solid Films; un Award à une conference de l'OTAN en 1996 pour la contribution originale à la physique de la conductivité à électron unique dans les nano-particules; six "Best Paper Awards" pour des articles présentés à la conférence IEEE Sensors Conference en 2019 (Montreal), IEEE NGCAS en 2017 (Genoa), MOBIHEALTH en 2016 (Milan), IEEE PRIME en 2015 (Glasgow), en 2010 (Berlin) et en 2009 (Cork), un prix de la meilleure affiche au rencontre annuel de Nanotera en 2011 (Berne), et un prix de la meilleure affiche au NanoEurope Symposium en 2009 (Rapperswil). De 1997 à 2000, il a été membre d'un comité international au ELETTRA Synchrotron à Trieste. De 2000 à 2003, il était responsable scientifique d'un Programme national de recherche (PNR) dans le dépôt de nanobiotechnologie. Il était un expert internationalement estimé du comité d'évaluation de l'Académie de Finlande dans un programme de recherche pour les années 2010-2013. Il a été le président général (General Chair) de la Conférence IEEE BioCAS 2014, le premier conférence internationale dans le domaine des circuits et des systèmes pour les applications biomédicales.

Source officielle

Proximité ontologique

Physique

Électromagnétisme: Circuit électrique

Concepts associés (32)

Bruit

vignette|Mesure du niveau de bruit à proximité d'une route à l'aide d'un sonomètre. Le bruit est un son jugé indésirable. Les sons qui ne se comprennent pas comme de la parole ou de la musique s'assimilent souvent au bruit, même si leur perception n'est pas désagréable, comme le montre l'expression bruit ambiant. Du point de vue de l'environnement, les sons indésirables sont une nuisance, souvent à l'origine de litiges. Ceux qui s'en plaignent les assimilent à une pollution.

Réglementation sur les nuisances sonores

La réglémentation sur les nuisances sonores comprend des lois ou directives liées à l'émission de bruit, établies par des niveaux de gouvernements nationaux, d'états ou provinciaux et municipaux. Après le grand tournant de l'acte américain de contrôle des nuisances sonores, d'autres gouvernements locaux et d'état établissent d'autres règles. Une réglementation des nuisances sonores restreint la quantité de bruit, la durée du bruit et la source du bruit. Les restrictions sont généralement valables à certaines heures de la journée.

Pollution sonore

thumb|Selon G. Dutilleux (2012), (ici, à titre d'exemple : vue de la circulation automobile urbaine à Bangkok, source majeure de nuisances sonores. thumb|L'échangeur de Daussoulx en Belgique ; autre exemple de source de nuisances sonores. La notion de pollution sonore regroupe généralement des nuisances sonores, et des pollutions induites par le son devenu dans certaines circonstances un « altéragène physique » pour l'être humain ou les écosystèmes.

Amplificateur électronique

thumb|Un amplificateur audio à tubes. Un amplificateur électronique (ou amplificateur, ou ampli) est un système électronique augmentant la puissance d’un signal électrique. L’énergie nécessaire à l’amplification est tirée de l’alimentation électrique du système. Un amplificateur parfait ne déforme pas le signal d’entrée : sa sortie est une réplique exacte de l’entrée avec une amplitude majorée ou une impédance minorée. C'est donc un quadripôle actif à base d'un ou plusieurs composants actifs, le plus souvent des transistors.

Bruit routier

Le bruit routier désigne l'ensemble des bruits émis par la circulation routière et l'entretien des routes. Il est source de nuisances pour les riverains et contribue à la pollution sonore et à une dégradation de la naturalité de l'environnement, dont pour de nombreuses espèces sauvages qui sont confrontées à un environnement de plus en plus artificiellement bruyant, situation qui devrait empirer car des routes bruyantes sillonnent déjà une grande partie du monde, et les études prospectives en attendent de kilomètres supplémentaires de 2010 à 2050, assez pour ceinturer la planète plus de 600 fois.

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Séances de cours associées (64)

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Conception CMOS: Amplificateurs opérationnels

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Rétroaction et stabilité

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Amplificateurs opérationnels : bases et applications

Explore les bases, les caractéristiques idéales, les applications et les philosophies de conception des amplificateurs opérationnels, en mettant l'accent sur les compromis entre prix, complexité et consommation d'énergie.

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Couvre l'analyse du bruit dans les circuits, y compris les petits signaux et le bruit d'entrée, avec des exemples d'amplificateurs et de filtres.

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