生体センシング用途向け超低消費電力Δ∑モジュレータ

摘要

MOSFETの弱反転領域を用いた生体信号センシング用Δ∑モジュレータを提案する。すべてのMOSFETを確実に弱反転領域で動作させるため，電源電圧は500 mVと設定して低消費電力化を図り，電池にょる長時間の駆動が可能となる設計を行った．Δ∑モジュレータ内のオペアンプのスルーレートがモジュレ一夕の特性に大きな影響を与えることをシミュレーションで確認し，スルーレートを強化するAdaptive Biasオペアンプと定バイアスのオペアンプを用いてΔ∑モジュレータを設計・試作・測定した・クロック周波数5 kHzのとき，ピークのSNDRはそれぞれ33 dB，22 dBとなり，信号入力域の全域にわたり，約10 dBの改善が得られた．消費電流は26 nAであった．また，スルーレートブーストオペアンプを用いれば，クロック周波数を増加させても通常のオペアンプと比較してSNDRの劣化が少ないことを確認した。