半导体芯片的作用

那么，半导体芯片在这些设备中扮演什么角色？让我们以心率监测器为例。首先，向皮下动脉发射绿色 LED，光接收元件检测到反射光（图 1）。 LED 和光电探测器都是半导体。光接收元件将光转换成电流，但由于电流量很小，因此必须将其放大。半导体运算放大器进行放大^*1

但是电流小，阻抗（交流电阻）^*2较高，因此很容易拾取噪声。使用滤波器消除噪声，但首先将滤波后的传感器信号通过将高阻抗变为低阻抗的半导体运算放大器，将其转换为数字数据。转换为数字后，由微机进行计算和控制。数字转换后的数据可以轻松存储在半导体存储器中，并通过接口电路发送到显示IC和蓝牙电路，然后将其发送到外部芯片和电子电路。

[图1]绿色LED向动脉血管发射光，光接收元件检测反射光
来源：精工爱普生主页

All of these operations and tasks are performed using semiconductor chips在光接收元件之后，可以使用一颗芯片将其发送到显示电路或蓝牙电路，或者可以使用单独的IC将其发送到显示电路或蓝牙电路。当然，对于进一步小型化有强烈需求的应用，往往会采用单芯片。

模拟技术领先

组成这种芯片的系统包括传感器、模拟前端^*3，AD/DA转换器^*4，传感器融合^*5，微控制器^*6、无线传输电路（包括蓝牙和Wi-Fi）、显示驱动/控制器等，以及模拟方面本来就实力雄厚的公司都会发挥作用。

模拟实力较强的半导体厂商有TI、Maxim、ADI等美国厂商。英特尔和赛灵思等数字半导体公司也生产用于医疗保健的半导体芯片。

在模拟方面实力雄厚的半导体制造商擅长从传感器和 DSP 拾取信号的模拟前端（处理放大、阻抗转换等的 IC）^*7的数字滤波器（专用于乘法累加运算的微处理器）以及为整个医疗设备提供直流电源的电源管理 IC。来自传感器的微小信号经过放大和滤波，使信号强度达到一般可以处理的水平，然后进行A-D转换为数字。可以使用现有的AD转换器和微控制器。