কম-শক্তির মেডিক্যাল ডিভাইসে দক্ষতা অপ্টিমাইজ করতে ডায়োডগুলি কীভাবে ব্যবহার করবেন?

1, সার্কিট টপোলজি পুনর্গঠন: ডায়োডের অন্তর্নিহিত ক্ষতি দূর করা
প্রথাগত ডায়োডগুলির একটি নির্দিষ্ট ভোল্টেজ ড্রপ থাকে (যেমন সিলিকন টিউবের জন্য 0.5-0.7V), যা কম-ভোল্টেজ মেডিকেল সার্কিটের কার্যকারিতা উল্লেখযোগ্যভাবে হ্রাস করে। একটি ইমপ্লান্টযোগ্য নিউরাল স্টিমুলেটরকে উদাহরণ হিসাবে নিলে, এর DC-DC রূপান্তরকারীকে 3.7V লিথিয়াম ব্যাটারি ভোল্টেজকে 15V-এ উন্নীত করতে হবে। যদি Schottky ডায়োড সংশোধন ব্যবহার করা হয়, পরিবাহী ক্ষতি 35% পর্যন্ত হয়। সিঙ্ক্রোনাস রেকটিফিকেশন টেকনোলজি প্রবর্তন করে এবং MOSFET-এর সাথে ডায়োড প্রতিস্থাপন করে, অন রেজিস্ট্যান্স কয়েকশ মিলিওহম থেকে কমিয়ে 10m Ω এর নিচে করা যেতে পারে, যার ফলে 20% এর বেশি দক্ষতার উন্নতি হয়।

সাধারণ ক্ষেত্রে: একটি নির্দিষ্ট ব্র্যান্ডের গতিশীল ইলেক্ট্রোকার্ডিওগ্রাফ একটি LTC4412 আদর্শ ডায়োড কন্ট্রোলার ব্যবহার করে একটি সমান্তরাল MOSFET অ্যারে চালানোর জন্য, দ্বৈত শক্তি সরবরাহের স্বয়ংক্রিয় স্যুইচিং অর্জন করে। 12V ইনপুটে, প্রথাগত ডায়োডের কন্ডাকশন ভোল্টেজ ড্রপ 0.3V থেকে 10mV-এ হ্রাস করা হয়, বিদ্যুত খরচ 96% কমে যায় এবং ডিভাইসের সহনশীলতা 6 ঘন্টা থেকে 24 ঘন্টা পর্যন্ত বাড়ানো হয়, যা ক্লিনিকাল ক্রমাগত পর্যবেক্ষণের চাহিদা পূরণ করে।

2, ডিভাইস নির্বাচন: চিকিৎসা পরিস্থিতির সাথে মিলে যাওয়া সুনির্দিষ্ট পরামিতি
ডায়োডগুলির মূল পরামিতিগুলির জন্য মেডিকেল সরঞ্জামগুলির কঠোর প্রয়োজনীয়তা রয়েছে এবং প্রয়োগের পরিস্থিতি অনুসারে আলাদা নির্বাচন করা উচিত

নিম্ন ফরোয়ার্ড ভোল্টেজ ড্রপ (VF)
রক্তের গ্লুকোজ মিটারের মতো মাইক্রোকারেন্ট সনাক্তকরণ ডিভাইসে, ডায়োড ভিএফ সরাসরি সংকেত প্রশস্ততাকে প্রভাবিত করে। ঐতিহ্যবাহী সিলিকন ডায়োড (VF=0.6V) কে জার্মেনিয়াম ভিত্তিক Schottky ডায়োড (VF=0.15V) দিয়ে প্রতিস্থাপন করা হলে বিদ্যুতের ব্যবহার 40% হ্রাস করার সাথে সাথে সনাক্তকরণের সংবেদনশীলতা তিনগুণ বৃদ্ধি করতে পারে।
অতি দ্রুত পুনরুদ্ধারের সময় (Trr)
ডিজিটাল এক্স-রে ইমেজিং সিস্টেমে, ফটোডিওড অ্যারেকে 1 μs এর মধ্যে সিগন্যাল অধিগ্রহণ সম্পূর্ণ করতে হবে। Trr সহ একটি অতি দ্রুত পুনরুদ্ধার ডায়োড নির্বাচন করা<50ns can avoid image tailing caused by charge residue and improve the signal-to-noise ratio (SNR) by 12dB.
কম ফুটো বর্তমান (IR)
পরিধানযোগ্য ইসিজি ডিভাইসে, ডায়োড লিকেজ কারেন্ট বেসলাইন ড্রিফট প্রবর্তন করতে পারে। SOD তে প্যাকেজ করা BAS70 অতি-লো লিকেজ কারেন্ট ডায়োড (IR=0.1pA)-123 সিগন্যাল-টু-শব্দ অনুপাত (SNR) কে 85dB-তে অপ্টিমাইজ করতে পারে, মেডিক্যাল গ্রেডের নির্ভুলতার প্রয়োজনীয়তা পূরণ করে।
উচ্চ ব্রেকডাউন ভোল্টেজ (BV)
ডিফিব্রিলেটরের মতো উচ্চ ভোল্টেজের সরঞ্জামগুলিতে, ডায়োডগুলিকে 5kV পালস সহ্য করতে হয়। SiC (সিলিকন কার্বাইড) ডায়োড (BV=6.5kV) ব্যবহার করে, রিভার্স রিকভারি চার্জ (Qrr) সিলিকন ডায়োডের তুলনায় 80% কমে যায়, যা উল্লেখযোগ্যভাবে ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক হস্তক্ষেপ (EMI) কমাতে পারে।
3, ডাইনামিক পাওয়ার ম্যানেজমেন্ট: চাহিদা অনুযায়ী বুদ্ধিমান নিয়ন্ত্রণ সক্রিয়
মেডিকেল ডিভাইসগুলিকে তাদের কাজের অবস্থা অনুসারে ডায়োডের শক্তি খরচকে গতিশীলভাবে সামঞ্জস্য করতে হবে এবং সাধারণ কৌশলগুলির মধ্যে রয়েছে:

সেগমেন্টেড পাওয়ার সাপ্লাই কন্ট্রোল
পালস অক্সিমিটারে, ফটোডিওড শুধুমাত্র স্যাম্পলিং সময়কালে সক্রিয় হয়। MCU-এর মাধ্যমে MOSFET সুইচ নিয়ন্ত্রণ করে, নমুনা নেওয়ার সময় (100 μs) সম্পূর্ণ পাওয়ার অপারেশন অর্জন করা হয় এবং বাকি সময়ে (99.9%) সম্পূর্ণ পাওয়ার-অফ করা হয়, যা সিস্টেমের গড় বিদ্যুত খরচ 0.3mW-এ কমিয়ে দেয়।
অভিযোজিত পক্ষপাত প্রযুক্তি
ইমপ্লান্টেবল ব্রেন কম্পিউটার ইন্টারফেসে, APD (অ্যাভাল্যাঞ্চ ফটোডিওড) এর বায়াস ভোল্টেজকে আলোর তীব্রতার সাথে গতিশীলভাবে সামঞ্জস্য করতে হবে। একটি ফিডব্যাক লুপ তৈরি করতে LTC6268 লো-শব্দ অপারেশনাল অ্যামপ্লিফায়ার ব্যবহার করে, APD লাভ 100 গুণে স্থিতিশীল হয়, যখন বায়াস সার্কিট পাওয়ার খরচ 5mW থেকে 0.8mW এ হ্রাস পায়।
স্লিপ মোড অপ্টিমাইজেশান
ডিজিটাল থার্মোমিটারে, LTC2450-1 Δ - ∑ ADC থার্মিস্টরের সাথে সরাসরি সংযুক্ত থাকে এবং এর স্লিপ কারেন্ট মাত্র 0.5 μA। ডায়োড পাওয়ার সাপ্লাই বন্ধ করতে MOSFET সুইচের সাথে সহযোগিতা করুন, যাতে পুরো মেশিনের স্ট্যান্ডবাই পাওয়ার খরচ একক বছরের শেষের W-1μ0-এর চেয়ে কম হয়। CR2032 ব্যাটারি।
4, মেডিকেল পরিস্থিতিতে বিশেষ অপ্টিমাইজেশান অনুশীলন
অ আক্রমণাত্মক রক্তের গ্লুকোজ পর্যবেক্ষণ
1310nm/1550nm দ্বৈত তরঙ্গদৈর্ঘ্য লেজার ডায়োড এবং InGaAs ফটোডিওড অ্যারে ব্যবহার করে, LTC2366-18 বিট SAR ADC-এর মাধ্যমে সিঙ্ক্রোনাস স্যাম্পলিং অর্জন করা হয়। ডায়োড ড্রাইভিং সার্কিটটি অপ্টিমাইজ করে লেজার পালস প্রস্থ 100ns থেকে 20ns পর্যন্ত ছোট করুন, সিস্টেমের শক্তি খরচ 60% কমিয়ে দিন এবং গ্লুকোজ ঘনত্ব সনাক্তকরণের সঠিকতা ± 5mg/dL এ উন্নত করুন।
পোর্টেবল আল্ট্রাসাউন্ড নির্ণয়
আল্ট্রাসাউন্ড প্রোবে, 12V ইনপুটকে 100V-এ উন্নীত করতে SiC Schottky ডায়োড ব্যবহার করে একটি উচ্চ ভোল্টেজের গুণিতক সার্কিট তৈরি করা হয়। পরজীবী ইন্ডাকট্যান্স কমাতে পিসিবি লেআউট অপ্টিমাইজ করার মাধ্যমে, ডায়োড রিভার্স রিকভারি লস 75% কমানো হয়, প্রোবের হেড হিট 40% কমে যায় এবং ইমেজ রেজোলিউশন 256 লাইনে উন্নত হয়।
ক্যাপসুল এন্ডোস্কোপি
0.3cm ³ ক্ষুদ্রকরণ ডিজাইনে, TSOT-23-এ প্যাকেজ করা BAT54 সিরিজের ডায়োড অ্যারে CMOS ইমেজ সেন্সর এবং ওয়্যারলেস ট্রান্সমিশন মডিউলের মধ্যে পাওয়ার বিচ্ছিন্নতা অর্জন করতে ব্যবহৃত হয়। আন্তঃসংযোগ দূরত্ব কমাতে 3D স্ট্যাকিং প্রযুক্তি ব্যবহার করে, সিগন্যাল ইন্টিগ্রিটি (SI) -40dB সন্নিবেশ ক্ষতির জন্য অপ্টিমাইজ করা হয়েছে, এবং ইমেজ ট্রান্সমিশন রেট 2Mbps পর্যন্ত পৌঁছেছে।