Por favor, use este identificador para citar o enlazar este ítem:
http://inaoe.repositorioinstitucional.mx/jspui/handle/1009/2667| Diseño de un amplificador lock-in en tecnología CMOS 180nm para la medición de impedancia de un biosensor electroquímico | |
| Nancy Lisset Dominguez Hernandez | |
| Maria Teresa Sanz-Pascual | |
| Acceso Abierto | |
| Atribución-NoComercial-SinDerivadas | |
| Amplifiers Phase-sensitive detection Impedance | |
| Los biosensores son dispositivos de sensado que permiten la detección de sustancias para diferentes fines; entre ellos, la detección de elementos patógenos en alimentos es una herramienta clave para la prevención de infecciones en los seres humanos. Varios tipos de biosensores se han desarrollado para este fin, siendo los biosensores de impedancia electroquímica una alternativa para sistemas portables y de bajo costo. Este tipo de biosensores se caracteriza por variar el valor de su impedancia al detectar una sustancia, por lo que para su utilización se requiere realizar mediciones de corriente o voltaje. Los circuitos de lectura permiten procesar las señales de salida del biosensor, de modo que el cálculo de la impedancia para biosensores electroquímicos se realice de manera sencilla y sin utilizar equipo de laboratorio, el cual suele ser poco accesible. Un sistema comúnmente utilizado como circuito de lectura para la medición de impedancias es un amplificador sensible a fase o lock-in, el cual permite medir señales AC de muy bajo orden de magnitud, aunque éstas se encuentren inmersas en altos niveles de ruido. En este trabajo se presenta el diseño de un amplificador lock-in adecuado como circuito de lectura de un biosensor de impedancia electroquímica fabricado en INAOE para la detección de bacteria E. coli. El amplificador fue desarrollado en tecnología CMOS UMC 0.18μm con un voltaje de alimentación único de 1.8V. El circuito de lectura demostró cumplir con las especificaciones proporcionadas por el biosensor y realizar la medición de la impedancia con un error máximo de 3.2 % en el valor de magnitud y de 1.18° en el ángulo de fase. Biosensors are sensing devices that allow the detection of substances for different purposes; among them, the detection of pathogens in food is a key tool for the prevention of infections in humans. Several types of biosensors have been developed for this purpose, being electrochemical impedance biosensors an alternative for portable and low-cost systems. This type of biosensors is characterized by varying the value of its impedance with the detection of a substance, so their use requires current or voltage measurements. Readout circuits process the output signals of the biosensor, so that the calculation of the impedance for electrochemical biosensors can be done in a simple way and without using laboratory equipment, which is usually inaccessible. A system commonly used as a readout circuit for impedance measurement is a phase-sensitive or lock-in amplifier, which allows the measurement of AC signals of very low order of magnitude, although these are immersed in high noise levels. This work presents the design of a lock-in amplifier suitable as a readout circuit of an electrochemical impedance biosensor manufactured at INAOE for the detection of E. coli bacteria. The amplifier was developed in UMC 0.18μm CMOS technology with a single supply voltage of 1.8V. | |
| Instituto Nacional de Astrofísica, Óptica y Electrónica | |
| 2025-03 | |
| Tesis de maestría | |
| Español | |
| Estudiantes Investigadores Público en general | |
| Domínguez Hernández, N. L., (2025), Diseño de un amplificador lock-in en tecnología CMOS 180nm para la medición de impedancia de un biosensor electroquímico, Tesis de Maestría, Instituto Nacional de Astrofísica, Óptica y Electrónica. | |
| ELECTRÓNICA | |
| Versión aceptada | |
| acceptedVersion - Versión aceptada | |
| Aparece en las colecciones: | Maestría en Electrónica |
Cargar archivos:
| Fichero | Tamaño | Formato | |
|---|---|---|---|
| DOMINGUEZHNL_ME.pdf | 10.08 MB | Adobe PDF | Visualizar/Abrir |