Котик М. В. Елементи мікросистем-на-кристалі зі структурою «кремній-на-ізоляторі» для біомедичної електроніки

Дисертаційна робота присвячена дослідженню елементів МнК зі структурою КНІ для біомедичної електроніки, в тому числі сенсорних інтегральних елементів та розробці на їх основі пристроїв неінвазивного контролю рівня глюкози в крові (РГК) з їх використанням на основі поглинання глюкозою ближнього інфрачервоного випромінювання довжиною хвилі 940 нм. На базі експериментального зразка пристрою розроблено і промодельовано інтегральні елементи для дослідження тракту проходження сигналу, отриманого від оптичного чутливого елемента. Розроблено СМнК, що являє собою спеціалізований кристал ІС, на якому розміщені елементи типової сенсорної системи, необхідні для фільтрації, підсилення, опрацювання та виведення, у зручній для читання формі, на дисплей пристрою. Розроблено методику розрахунку індивідуального коефіцієнта та програмування середовища роботи пристрою, що дає змогу в режимі реального часу (без перепрогамування мікроконтролера) змінювати індивідуальний коефіцієнт показника глюкози в крові при налаштуванні пристрою для конкретної особи. Досліджено залежність інтенсивності світлового випромінювання в ближній інфрачервоній області від концентрації РГК та вибрано пік поглинання з довжиною хвилі λ=940 нм. Для покращення роботи світловипромінюючого елемента та збільшення тривалості автономної роботи пристрою досліджено режими широтно-імпульсної модуляції (ШІМ) сигналу мікроконтролера ATMega328р, та вибрано оптимальні для сенсорного елемента (СЕ) на довжині хвилі λ=940 нм, параметри ШІМ сигналу. Підвищено завадостійкість при роботі з світлочутливими елементами та обладнано СЕ смуговим фільтром з піком попускання 940±2 нм. Тракт проходження сигналу обладнано електричним смуговим фільтром ІІІ-порядку для пропускання ШІМ сигналу на частоті f=976 Hz, та ОП, чутливим до малих струмів.