可植入、可消化、可互動、可互操作以及支持因特網，這些醫(yī)療設備現(xiàn)在及未來獨特的需求都要求合適的IC工藝技術與封裝。本文將對醫(yī)療半導體器件采用的雙極性（bipolar）與CMOS工藝進行比較，并將對需要重點注意的部分封裝問題進行闡述。

　　醫(yī)療應用的開發(fā)人員必須在功耗、噪聲、線性度、可靠性以及成本之間進行權衡，需要根據(jù)這些要求精心選擇工藝與設計架構。

　　本文將對雙極性器件與CMOS器件進行比較，幫助用戶判斷每款器件的適用之處。文中將以高性能超聲波設備為例，探討如何平衡噪聲、功耗、芯片占位面積以及集成度等問題。

　　功耗在許多電池供電應用中都非常重要。在這類應用中，CMOS工藝是個極好的選擇。但是，漏電與性能之間的平衡也很關鍵，決定著技術的選擇。此外，在這類應用中，混合信號集成也是一項重要要求。

　　高效使用一些封裝技術可滿足在單個集成電路中實現(xiàn)大量功能的需求，比如在支持密集數(shù)字功能并同時要求低噪聲時。這種彼此相悖的需求有時也可采用多芯片模塊輕松滿足。

　　本文還將探討醫(yī)療設備的未來發(fā)展趨勢，包括生物信號的直接測量與自供電設備等。這些趨勢將推動現(xiàn)有工藝技術的改良，以滿足能源采集特性和其它非標準傳感器功能。

　　模擬性能

　　首先以超聲波設備為例來探討模擬性能需求。通過該范例，本文將介紹如何在性能、功耗、尺寸以及集成度之間進行權衡，并檢測雙極性與CMOS工藝技術的適用性。圖1是典型超聲波機器的系統(tǒng)方框圖，展示了傳輸與接收兩個部分。這兩個部分負責驅動傳感器與數(shù)字處理部分（未顯示），從而構成完整的超聲波設備。

　　圖1：超聲波系統(tǒng)框圖

　　在設計這種類型的接收模塊時需要考慮的問題包括輸入噪聲、線性度、增益以及功耗。給定封裝尺寸的接收通道數(shù)量決定了集成度。從傳感器接收到的信號可支持超過100dB的振幅變化。因此，低級信號（約10uV）端上的輸入噪聲與大型輸入信號（約1V）的線性度都是非常重要的性能參數(shù)。要適應這種大的動態(tài)范圍，可通過電壓控制衰減器（VCA）和可編程增益放大器（PGA）調節(jié)通道增益。圖3顯示了幾種PGA設置下，通過器件的總體增益隨VCA上電壓變化的情況。

　　圖2：圖1中執(zhí)行接收功能部分的詳細方框圖

　　圖3：接收模塊增益隨電壓控制變化的曲線圖