长期以来,对于运动性障碍、癫痫、帕金森等神经性疾病的治疗通常依赖于药物治疗和非药物治疗两种方式,这两种方法都有一定的功效,但是都存在着一定的不足,应用上受到很多限制。近年来,随着微电子技术的发展,植入式医疗设备(Implantable Device,IMD)获得了广泛关注。临床证明,植入式医疗设备具有对人体损伤小,并发症小,可逆等优点,但是传统的植入式医疗设备需要在胸腔植入较大体积的原电池进行供电,在手术难度和机械制作方面都有很大的难度。因此,设计一种可以具有无线能量传输、低功耗、系统控制强和安全系数高等特点的植入式电刺激器就显得尤为重要。本文在查阅大量文献的基础上,分析总结了脑深部电刺激器的电刺激机理与发展现状;分析总结几种脑深部电刺激器结构与工作原理,深入研究了脑深部电刺激器设计的各项关键技术,包括供电技术、电容充电技术、电荷平衡、高能效技术等。结合脑深部电刺激器微型化、高能效的设计要求,提出了一种基于无线能量传输的脑深部开关电容刺激器,并详细论述了方案的可行性。整个脑深部开关电容刺激器分为体外控制部分和体内刺激器两部分,论文重点分析研究体内刺激器的设计方法。该电路系统主要包括:电源管理模块、电容充电控制模块、电容充电模块、电荷管理模块、通道选择模块、放电极性选择模块以及放电电容数量选择模块。相比于其它几种刺激器结构,本文设计的脑深部开关电容刺激器可以直接从次级线圈接受电压为存储电容充电,大大提升了能效。并且开关电容刺激器的刺激波形为指数衰减脉冲,相比于其余几种刺激波形来说,指数衰减波形可以在相同能量下更有效的激活神经组织,提升了刺激效率。为了提升安全系数,本文采用电荷检测的方式来控制发送到神经组织中的正负电荷,消除组织中电荷积累对机体造成的损伤。本文设计的电路系统基于TSMC 0.35μm 1-poly 6-metal混合信号CMOS工艺,使用Cadence-Spectre进行电路仿真,论证了系统各个模块的可行性。仿真结果显示,在13.56MHz的输入载波下,刺激器工作稳定,正负电容对充电电压最大可以达到±1.2V,分16级可调。电极处的刺激电流最大可以达到5.04mA,分64级可调。