Ein CMOS-Stresskartierungssystem mit 24 FET-basierten Stresssensoren fur intelligente kieferorthopadische Brackets

摘要

Dieser Beitrag prasentiert ein CMOS-Stresskartierungssystem mit 24 integrierten Stresssensoren zur Messung von Scher- und Normalspannungen innerhalb der Chipebene. Es wird dabei uber zwei Typen von CMOS-Sensoren und einen "Differential Difference Amplifier" (DDA) als gemeinsames Ausleseinterface berichtet. Bei einer Stromaufnahme von max. 209 μA pro Sensor und 290 μA fur den Readout, kann das System mechanische Belastungen von bis zu 11 kPa auflosen. Durch sorgfaltiges Layout des DDAs kann ein eingangsbezogener Offset von lediglich 50 μV erreicht werden. Sensoren und Ausleseschaltung wurden in einem 0.35-μm-CMOS-Prozess gefertigt. Die Systemgrosse von 2×2.5 mm~2 ermoglicht die Entwicklung sogenannter "Smart Brackets", die bei einer kieferorthopadischen Behandlung objektive Daten uber die auf einen Zahn aufgebrachten Krafte und Drehmomente zur Verfugung stellen werden.