本論文探討CMOS積體電路於自動溼度感測的應用。文中探討三個主題，溼度判斷、轉阻放大器與限幅放大器。
第一部分我們利用感溼系統、LabVIEW來實現，將感溫的設備接上感溼系統後由GPIB轉USB連接線接到電腦中，最後利用LabVIEW判斷顯示出溫度。
接著，我們首度提出新的濕度量測法應用電子攝影機設備拍攝感濕裝置，透過影像擷取卡接到電腦中，由C++程式來判斷出感溫設備凝結的程度，再利用溫度與溼度的資料庫來判斷溼度。
第二部份進行濕度量測相關放大器設計，我們採用TSMC 0.35 m CMOS製程，設計出雙端的轉阻放大器，最後完成具有自動增益控制的雙端轉阻放大器。我們除了設計轉阻放大器外，我們也設計放大電路，設計出抵銷抵補電路的限幅放大器。

In this thesis, a study of CMOS integrated circuits for the application of automatic humidity sensing is presented.We study three topics﹕ the humidity determination､the transi-
mpedance､and the limiting amplifier.
In the first part, we use the humidity sensing module and the LabVIEW for realization. A temperature sensor connecting to humidity sensing module which is then connected to a computer by a GPIB – USB line, is used to determine the temperature using the LabVIEW in the end.
Next, we propose a new method to measure the humidity. We take the temperature sensing module by electronic video camera, which is connected to a computer by a video capturing card, the degree of solidification in temperature sensing module is determined by C++ program. Then, the humidity can be obtained from the data bank of temperature and humidity.
In the second part, we design the amplifier related to humidity measurement, using TSMC 0.35 m CMOS process. An automatic gain control circuit is also designed. Beside, the transimpedance amplifier is followed by another amplifier. A design of limiting amplifier with offset cancellation circuits is shown.

論文摘要 I
Abstract II
致謝 III
目錄 IV
圖表索引 VI
第一章 緒論 1
1.1 研究背景 1
1.2研究動機 1
1.3 章節概論 2
第二章 文獻回顧 3
2.1 CCD與CMOS感測電路 3
2.2 光感測器(Photo Detector，PD) 7
2.2.1 PN光二極體 (PIN Photodiode) 8
2.2.2 PIN光二極體 (PIN Photodiode) 9
2.2.3 雪崩光二極體 (Avalanche Photodiode) 10
2.3 轉阻放大器 (Tansimpedance Amplifier，TIA) 11
2.3.1 開迴路轉阻放大器 (Open-Loop TIA) 12
2.3.2 回授型放大器 (Feedback Amplifier) 13
I. 共源極轉阻放大器(CS-TIA) 16
II. 共汲極轉阻放大器(CD-TIA) 16
III. 共閘極轉阻 放大器(CG-TIA) 17
2.4限幅放大器(LA) 19
第三章 影像感測 21
3.1 系統架構 : 21
3.2 溫度變化量測系統 : 22
3.3 溼度感測實作 : 24
第四章 IC實作、模擬及量測結果 29
4.1 CMOS感測器的實現 29
4.2 轉阻放大器設計 29
4.2.1 共源極轉阻放大器 30
4.2.2 共源極轉阻放大器加上旋向疊接 (ReGulated 34
Cascode，RGC) 34
4.2.3 差動轉阻放大器 (Differential-TIA) 39
4.2.4 轉阻放大器(D35-96B)的實際量測 44
4.2.5 轉阻放大器加上自動增益控制 ( Automatic Gain Control) 47
4.3 限幅放大器設計(Limiting Amplifier，LA) : 51
4.3.1 Gilbert單元 (Gilbert Cell) 52
4.3.2 降低抵補電壓 52
4.3.3 輸出緩衝器(Output buffer) & Inductive peaking 55
4.4 轉阻放大器銜接限幅放大器 59
第五章 結果與結論 61
參考文獻 62
作者簡介 65