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Conception CMOS: Amplificateurs opérationnels

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Dans cours

EE-518: Analog circuits for biochip

Introduction to analog CMOS design for Remote Biosensors on Chip. Understanding and designing of active and remotely powered biosensing systems. Basic understanding of the wireless transmission of the obtained signals. ...

Description

Cette séance de cours couvre la conception d'amplificateurs opérationnels CMOS pour piloter des cellules électrochimiques, en se concentrant sur les configurations de base, les amplificateurs différentiels, le théorème de Thevenin et l'importance de l'impédance d'entrée et de sortie. Il discute également des caractéristiques idéales des fournisseurs de tension, de la base de l'amplificateur opérationnel et du concept de mise à la terre dans les circuits amplificateurs.

Enseignant·e·s (4)

Catherine Dehollain

She got the Master Degree in Electrical Engineering in 1982 from EPFL. Then, she worked in Geneva up to 1990 as a Senior Design Engineer in telecommunications at the European research center of Motorola. From 1990 up to 1995, she did her PhD thesis at the Chaire des Circuits et Systemes at EPFL in the domain of impedance broadband matching circuits. Since 1995, she is responsible at EPFL for the RFIC group. She has participated to different Swiss research projects as well as European projects dedicated to data communication of sensors nodes (e.g. MuMoR, Minami European projects) as well as remote powering of sensor nodes. Her main domains of interest are telecom applications (e.g. Impulse radio Ultra-Wide Band, super-regenerative receivers, RFIDs)as well as biomedical applications. She has been the coordinator of European projects (e.g. FP6 SUPREGE, FP7 Ultrasponder)and of Swiss projects (e.g. CAPED CTI project, NEURO-IC SNF project).

Alexandre Schmid

Enseignement et PhD A dirigé les thèses EPFL de Mahsa Shoaran, Wen-Yang Hsu, Reza Ranjandish, Keyvan Farhang Razi, Mohammad Javad Karimi A co-dirigé les thèses EPFL de Milos Stanisavljevic, Neil Joye, Vahid Majidzadeh Bafar, Hossein Afshari, Nikola Katic, Abdulkadir Akin Cours Analog circuits for biochip EE-518 Introduction à la conception analogique CMOS pour des biocapteurs à distance sur puce. Compréhension et la conception de systèmes de biocapteurs actifs et alimentés à distance. Compré

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)

Amplificateur opérationnel

thumb|300px|Différents modèles d'amplificateurs opérationnels. thumb|300px|La représentation schématique d'un amplificateur opérationnel varie suivant les normes ANSI/IEEE et IEC 60617-13. Un amplificateur opérationnel (aussi dénommé ampli-op ou ampli op, AO, AOP, ALI ou AIL) est un amplificateur différentiel à grand gain : c'est un amplificateur électronique qui amplifie fortement une différence de potentiel électrique présente à ses entrées.

Differential amplifier

A differential amplifier is a type of electronic amplifier that amplifies the difference between two input voltages but suppresses any voltage common to the two inputs. It is an analog circuit with two inputs and and one output , in which the output is ideally proportional to the difference between the two voltages: where is the gain of the amplifier. Single amplifiers are usually implemented by either adding the appropriate feedback resistors to a standard op-amp, or with a dedicated integrated circuit containing internal feedback resistors.

Input impedance

The input impedance of an electrical network is the measure of the opposition to current (impedance), both static (resistance) and dynamic (reactance), into a load network that is external to the electrical source network. The input admittance (the reciprocal of impedance) is a measure of the load network's propensity to draw current. The source network is the portion of the network that transmits power, and the load network is the portion of the network that consumes power.

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.

Amplificateur de mesure

Un amplificateur de mesure (en anglais Instrumentation Amplifier, in-amp ou INA) est un dispositif électronique destiné au traitement de faibles signaux électriques. On le trouve également dans la littérature sous le nom d'amplificateur d'instrumentation. L'amplificateur de mesure est un élément essentiel dans la partie de conditionnement d'une chaîne d'acquisition : il permet le traitement de signaux issus de capteurs de mesure.

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Séances de cours associées (56)

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