脑深部电刺激（Deep-brain stimulation,DBS）已被证实是一种有效的治疗手段,可减轻帕金森病和肌张力障碍。胸部电池供电的传统DBS会给人体组织带来不适感,还会受到电池尺寸和寿命的限制。为了给具有多种电压源的可植入医疗设备供电,并使其与皮肤外部单元进行通信,短距离无线能量和数据传输是一种可行的方式。研究表明,电荷控制刺激利用电容器组将电荷转移到组织中,既高效又安全,适用于DBS。神经刺激器还应向电极注入适量的电荷,以确保有效的刺激,所需的供电电压通常较高。因此,设计一款具有无线数据和能量传输功能的基于开关电容的高压电刺激器具有重要的研究意义。论文的工作主要包括如下几个方面:实现了无线数据传输,体内的数据恢复电路对数据进行解调,最终恢复出刺激脉冲的控制信号。刺激器芯片产生的脉冲幅值、刺激间隔和刺激时长是多级可调的,从而可以实现最优的治疗效果。为了高效率地为设计的DBS系统各个电路模块供电,提出的电源控制子系统可以产生多个电源电压。它可以为植入物的数字控制器和数据遥测电路产生±1.5V的电压,同时也给刺激器提供±10V的电压。对于高压电源管理模块,设计了一个栅极控制器实现了较高的功率转化效率（Power conversion efficiency,PCE）。栅极控制器可以抑制衬底漏电流,而且包含的超前比较器还可以防止MOS晶体管整流开关的反向漏电流。根据堆叠晶体管可以承受较高电源电压的概念,用低压（low-voltage,LV）MOS管设计出了耐高压缓冲器,使得整个系统的逻辑控制部分可以用工艺中同类型的LV MOS管搭建,减少了高压（high-voltage,HV）MOS管的使用比率。该设计减小了芯片面积,同时增加了系统逻辑控制部分的集成度,也在一定程度上提高了PCE。电荷平衡是确保功能性电刺激器进行安全刺激的一个关键因素。随着时间的推移,任何过量的电荷积累都会导致人体组织电解,引起电极溶解和组织破坏。因此,文章设计了两种先进的电荷平衡电路用于DBS系统。采用TSMC 0.18μm HV CMOS工艺进行电路设计,并且在Cadence-Spectre软件中进行了仿真。仿真结果表明,DBS系统各个模块功能正常。刺激器输出脉冲的幅度、周期、间隔、宽度以及正负刺激的先后顺序均是多级可调的。电压管理模块输出稳定直流电压±1.5V和±10V,可以实现DBS的高压刺激功能。