High output resistance current drive circuits for medical applications

Η έρευνα που περιγράφεται στην παρούσα διατριβή ασχολείται με την ανάλυση, σχεδιασμό και ανάπτυξη κυκλωμάτων πηγών ρεύματος πολύ υψηλής αντίστασης εξόδου για ιατρικές εφαρμογές. Αυτά τα κυκλώματα χρησιμοποιούνται σε ιατρικά μηχανήματα απεικόνισης, όπως ο τομογράφος ηλεκτρικής εμπέδησης (Electrical Impedance Tomograph,ΕΙΤ) . Η προδιαγραφή στόχος για ένα τέτοιο σύστημα ήταν μια σύνθετη αντίσταση εξόδου άνω του 1MΩ στο 1MHz. Διάφορα κυκλώματα πηγών ρεύματος έχουν μελετηθεί από κοινού με μια ποικιλία τεχνικών που αυξάνουν το επίπεδο της αντίστασης εξόδου για να επίτευξη του στόχου του διδακτορικού προγράμματος . Όλα τα κυκλώματα που αναφέρονται στη διατριβή αποτελούνται απο διπολικά τρανζίστορ και έχουν εξεταστεί στη βάση θεωρητικών αναλύσεων και κυκλωματικών προσομοιώσεων μέσω Η/Υ.Η πλειονότητα των αποτελεσμάτων των εργασιών αυτών, έχουν δημοσιευθεί από τον συγγραφέα στην τεχνική βιβλιογραφία.Η διατριβή ξεκινά με μια μελέτη και ορισμένες αρχικές μετρήσεις προκειμένου να διαπιστωθεί η δυνατότητα εφαρμογής και η καταλληλότητα των παραμέτρων του μοντέλου SPICE του τρανζίστορ. Αυτό ήταν αναγκαίο, διότι ο στόχος για υψηλή αντίσταση εξόδου σημαίνει ότι η δευτερογενής επιδράσης πρέπει να λαμβάνονται υπόψη . Τα αποτελέσματα αυτής της εργασίας οδήγησε σε καινοτόμες μεθόδους προσδιορισμού της αντίστασης βάσης συλλέκτη, rμ, σε ένα διπολικό τρανζίστορ , και στη συνέχεια δημοσιεύθηκε από τον συγγραφέα.Το επόμενο μέρος της διατριβής επικεντρώνεται στην αναθεώρηση των παραδοσιακών κυκλωμάτων πηγών ρεύματος και μια κριτική ανάλυση των επιδόσεών τους και την καταλληλότητά τους για τις ιατρικές εφαρμογές.Τέλος, σε επίπεδο τρανζίστορ σχεδιάστηκε μια πηγή ρεύματος με υψηλή αντίσταση εξόδου ιδανική για υλοποιήση ASIC(Ολοκληρωμένου Κυκλώματος)Η πηγή ρεύματος αποτελείται απο αρχιτεκτονική ρεύματος με τεχνική ανίχνευσης και χρησιμοποιήθηκε σε ένα βρόχο ανάδρασης με ένα τελεστικό ενισχυτή καθώς η έξοδος παρέχεται απο βελτιωμένες εκδόσεις βασιζόμενες σε ένα κύκλωμα B & S (Baxandall andSwallow)Η σύνθετη αντίσταση εξόδου υπερέβησε κατά πολύ τις προδιαγραφές του διδακτορικού προγράμματος που ήταν 1MΩ σε 1ΜΗz.