2022 Fiscal Year Annual Research Report
有機-シリコン混成回路による高機能・超低価格使い捨てヘルスケアセンサの実現
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20H04156
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
佐藤 高史 京都大学, 情報学研究科, 教授 (20431992)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
小笠原 泰弘 国立研究開発法人産業技術総合研究所, エレクトロニクス・製造領域, 主任研究員 (30635298)
栗原 一徳 国立研究開発法人産業技術総合研究所, エレクトロニクス・製造領域, 主任研究員 (30757414)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 有機トランジスタ / 増幅回路 / セレクタ回路 / ヘルスケアセンサ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
有機トランジスタの持つ課題の影響を抑えて所望の回路特性を実現するヘルスケアセンサシステムの実現に向けて、多点測定用のスイッチマトリクスや、増幅回路、アナログ・ディジタル変換回路等について検討を行った。
多くのセンサが１対の電極により構成されているのに対し、本研究では、能動デバイスである有機トランジスタを活用して、複数箇所に電極を設けることで多点の情報を取得可能とするスイッチマトリクスを提案した。これにより、フロントエンド回路を複数の電極が共有することができる。特に今年度は、センサ信号を選択するセレクタ回路の構成についての設計と評価を行った。設計した提案回路の概念実証のために、有機トランジスタを用いてセレクタ回路を試作した。２×２のアレイ構造の電極から、任意の電極を選択し、高い選択比でフロントエンド回路に所望のセンセからの信号を伝達可能であることを確認した。
次に、フロントエンド回路として、微小なセンサ出力信号を増幅する、有機トランジスタによる新たな増幅回路を設計した。この増幅回路は、現状の有機トランジスタの信頼性を考慮してｐ型トランジスタのみを用いるインバータ回路を原理としている。増幅段であるインバータ回路とバイアス生成回路のゲートバイアス電圧が常に等しくなるように設計することにより、バイアス生成回路とインバータ回路のトランジスタに印加される電圧を概ね等しくすることで、経時特性劣化があってもロバストな動作が実現できることを試作を通じて確認した。
さらに、増幅したアナログ信号ディジタル信号に変換する回路を有機トランジスタを用いて実現することを試みた。パルス幅変調方式による離散化を基本とし、これもｐ型トランジスタのみで構成可能な回路を設計し、基本的な変換動作を確認した。
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| Research Progress Status |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Remarks |
以下のwebページに、論文発表およびその簡易な要約を掲載している。
https://www.pass.cce.i.kyoto-u.ac.jp/
https://vlsi.cce.i.kyoto-u.ac.jp/
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