近日，納芯微與復旦大學微電子學院ICD實驗室的徐佳偉、洪志良教授團隊合作，圍繞智能傳感芯片開展深度產學研融合，成功開發了應用于TMR磁傳感器、心率血氧采集的高精度模擬前端芯片。相關合作研發成果已在國際固態電路權威期刊IEEE Journal of Solid-State Circuits(JSSC)上發表。

用于非接觸式電流傳感寬帶TMR磁傳感芯片

隧道磁電阻(TMR)傳感器具有高靈敏度、低功耗和快速響應等特點，這使得它在汽車傳感、智能電網和新能源等領域的磁場和電流測量有廣泛的應用。本項工作提出的芯片采用帶乒乓自動調零的電流平衡儀表放大器，在2MHz的帶寬內實現了206nTrms的積分磁噪聲。通過數字輔助偏移校準方案，TMR傳感器的最大偏移降低至311nT。在補償TMR偏置電路的溫度系數后，其靈敏度漂移降低了18倍。所提出的TMR傳感器讀出器（包括傳感器偏置電路）在性能系數(FoM)方面實現了2.5fW/Hz的出色能效。

論文信息：

Tianxiang Qu, Tian Dong, Wenhui Qin, Yaohua Pan, Yun Sheng, Zhiliang Hong, Xiaoyang Zeng, Jiawei Xu., “A 2 MHz Bandwidth TMR-Based Contactless Current Sensor With Ping-Pong Auto-Zeroing and SAR-Assisted Offset Calibration”, IEEE Journal of Solid-State Circuits, Oct 2024.

https://ieeexplore.ieee.org/document/10706592

抗環境光和偽影干擾的光電傳感前端芯片

非侵入式光學傳感技術，例如光電容積描記法(PPG)和功能性近紅外光譜(fNIRS)，可為用戶提供極大的舒適度，并可獲取脈搏血氧飽和度、血流速度和血管硬度方面的豐富血流動力學信息。傳統的光學傳感器朝著更高的動態范圍和更高能效發展。除了靜態基線輸入信號，由于運動偽影或環境光變化引起的快速光變化干擾也會導致信號飽和。本項工作提出了一種高動態范圍、高能效的光-數字直接轉換器(LDC)。采用電流域靜態縮放(SZ)來補償基線輸入電流，采用動態縮放(DZ)跟蹤并補償殘余交流輸入電流，并且利用動態切片式放大器降低功耗。LDC采用標準0.18μm CMOS工藝制造，在2kHz帶寬內實現了高達140dB的動態范圍。交流信號的信噪比和失真比(SNDR)達到94.5dB，在1.2V電源下僅需消耗44μW。結合SZ和DZ技術的本項設計成功地在人體胸部實現了PPG和SpO2的準確測量。

論文信息：

Chang Yao, Zhen Lu, Liheng Liu, Yaohua Pan, Wenhui Qin, Shaoyu Ma, Yun Sheng, Zhiliang Hong, Jiawei Xu., “A 140 dB-DR Light-to-Digital Converter Using Current-Domain Hybrid Zoom for Baseline Cancellation and Interference Compensation”, IEEE Journal of Solid-State Circuits (CICC 2024 Special Issue), Dec 2024.

https://ieeexplore.ieee.org/document/10777019

人才培養和技術創新是推動產業發展的動力之源，校企之間匯聚各自優勢，實現資源共享，能夠創新教育模式，共同培養出具有實踐能力和行業視野的復合型人才，助推產業的高質量發展。納芯微致力于依托自身技術優勢和產業經驗，支持產學研融合發展。未來，納芯微將繼續攜手高校加強合作，助力人才培養與科研建設，為芯片產業的高質量發展持續輸送人才與創新成果。

審核編輯 黃宇