當(dāng)患者試圖通過意念控制機(jī)械臂時(shí),0.5ms的電路延遲可能導(dǎo)致動作滯后感顯著——平尚科技的低噪聲三極管正以0.8nV/√Hz的輸入噪聲,在微伏級神經(jīng)信號中提取精準(zhǔn)控制指令。
某醫(yī)院腦控康復(fù)機(jī)器人因放大電路噪聲導(dǎo)致意念識別準(zhǔn)確率僅67%,平尚科技砷化鎵異質(zhì)結(jié)三極管通過優(yōu)化載流子遷移路徑,將神經(jīng)信號放大延遲壓縮至0.12ms,使腦機(jī)接口的指令轉(zhuǎn)化準(zhǔn)確率提升至98.5%。這場發(fā)生在皮安級電流領(lǐng)域的信號凈化革命,正在重新定義腦控機(jī)器人的響應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)。
腦機(jī)接口的神經(jīng)信號放大面臨三重挑戰(zhàn):頭皮電極采集的EEG信號幅度僅5-100μV,工頻干擾與肌電噪聲疊加形成信噪比<-20dB的環(huán)境,傳統(tǒng)硅三極管存在的1/f噪聲會淹沒關(guān)鍵神經(jīng)特征。平尚科技采用高電子遷移率晶體管(HEMT)結(jié)構(gòu),在砷化鎵異質(zhì)結(jié)界面上形成二維電子氣溝道(電子遷移率8500cm2/V·s),使跨導(dǎo)提升至650mS;輸入級采用金絲球焊工藝將輸入電容降至0.8pF,-3dB帶寬拓展至2.5MHz;基極注入電路添加噪聲消除環(huán)路,將輸入等效噪聲壓降至0.8nV/√Hz@1kHz。當(dāng)捕捉到α節(jié)律信號時(shí),放大器可在0.15ms內(nèi)完成50dB增益放大,相位延遲控制在0.02°以內(nèi),確保運(yùn)動意念轉(zhuǎn)化為控制指令的實(shí)時(shí)性。
卒中康復(fù)機(jī)器人(8通道腦電采集):
采用平尚三極管的放大電路使運(yùn)動意象識別延遲從1.2ms降至0.25ms,患者控制機(jī)械臂完成抓取動作的成功率從67%提升至92%,單次訓(xùn)練課時(shí)縮短40%。漸凍癥溝通系統(tǒng)表現(xiàn)更卓越:在眼動干擾背景下,三極管陣列有效分離出P300事件相關(guān)電位,使字符輸入速度達(dá)到每分鐘12.5個(gè)字符(傳統(tǒng)方案僅7.8字符),誤碼率降至1.2%。
所有三極管通過85℃高溫老化測試,噪聲參數(shù)漂移<0.5%;采用陶瓷封裝與醫(yī)用級絕緣涂層,確保長期接觸人體安全性;配套提供阻抗匹配方案,使電極-放大器接口反射損耗<-30dB。
從康復(fù)中心到居家護(hù)理場景,平尚低噪聲三極管已在5800套腦控設(shè)備中完成1.2億次精準(zhǔn)信號放大。當(dāng)漸凍癥患者通過意念打出第一個(gè)完整句子時(shí),放大電路的異質(zhì)結(jié)界面正以0.8nV的噪聲底線,守護(hù)著思維與現(xiàn)實(shí)的最后距離。
這些突破噪聲極限的半導(dǎo)體器件,用0.25ms的延遲性能重寫腦機(jī)接口的響應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)。平尚科技正與康復(fù)醫(yī)療機(jī)構(gòu)合作,將技術(shù)擴(kuò)展至脊髓損傷輔助系統(tǒng),讓動作信號傳遞更加流暢自然。