一种用于高通量基因测序的CMOS ISFET双模式图像化学传感器芯片

摘要

本发明提供了一种用于高通量基因测序的CMOS ISFET双模式图像化学传感器芯片，包括有双模式像素阵列、行解码/驱动器、列解码/驱动器、列并行增益可调放大器、列并行单斜率模数转换器、静态随机存储器、灵敏放大器、低压差分信号读出模块、静态寄存器、锁相环、斜坡发生器和数字控制电流源。其中，包含标准半导体工艺生产的图像传感器和离子场效应晶体管(ISFET)，因此能进行光学图像采集和化学pH值检测。提供了一种适应于图像和化学双模式传感的高速相关双采样信号读出电路，以此来减少传感器之间阈值电压VT的不匹配而造成的系统误差。本发明用于基因测序具有高精确度和高通量的优点。

主权项

一种用于高通量基因测序的CMOS ISFET双模式图像化学传感器芯片，其特征在于，包括有双模式像素阵列、行解码/驱动器、列解码/驱动器、列并行增益可调放大器、列并行单斜率模数转换器、静态随机存储器、灵敏放大器、低压差分信号读出模块、静态寄存器、锁相环、斜坡发生器和数字控制电流源；双模式像素阵列在行解码/驱动器的作用下，传感阵列的信号被逐行读出到列并行增益可调放大器以及列并行单斜率模数转换器；列并行单斜率模数转换器的信号经过列解码/驱动器的控制，分组读出到静态随机存储器和灵敏放大器，最终通过高速低压差分信号读出模块将数据输出芯片；静态寄存器控制列并行增益可调放大器的增益变化、行解码/驱动器以及列解码/驱动器的工作状态；锁相环给列并行单斜率模数转换器提供计数时钟信号；斜坡发生器给列并行单斜率模数转换器提供周期性的斜坡电压信号；数字控制电流源给列并行增益可调放大器和列并行单斜率模数转换器提供偏置电流。