Diseño y análisis de un amplificador de tres etapas para la conducción de una carga capacitiva de pF a nF basado en el control del factor local y las técnicas de compensación de Miller en cascada
Autores: Cheng, Qi; Li, Weimin; Tang, Xian; Guo, Jianping
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2019
Acceso abierto
Artículo científico
2019
Diseño y análisis de un amplificador de tres etapas para la conducción de una carga capacitiva de pF a nF basado en el control del factor local y las técnicas de compensación de Miller en cascada
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Eléctrica y Electrónica
Palabras clave
Compensación de frecuencia
Carga capacitiva
Control del factor de amortiguamiento
Polo complejo
Tiempo de establecimiento
Ancho de banda de ganancia
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 40
Citaciones: Sin citaciones
Este documento presenta un nuevo enfoque de compensación de frecuencia para amplificadores de tres etapas que conducen una carga capacitiva de pF a nF. Gracias a la compensación de Miller en cascada, la frecuencia del polo complejo no dominante se extiende de manera efectiva, y el tamaño físico de los condensadores de compensación también se reduce. Se introduce un bucle de control de factor Q local (LQC) para alterar el factor Q de forma adaptativa cuando la capacitancia de carga varía significativamente. Este bucle LQC decide cuánta corriente de amortiguación debe inyectarse en el nodo parasitario correspondiente para controlar el factor Q del par de polos complejos, lo que afecta al pico de frecuencia en el diagrama de ganancia y al tiempo de establecimiento del amplificador propuesto en la respuesta escalonada en lazo cerrado. Además, se crea un cero en el semiplano izquierdo (LHP) para aumentar el margen de fase y se paraleliza una etapa de transconductancia de avance para mejorar la velocidad de subida (SR). Simulado en tecnología CMOS de 0.13 um, se verifica que el amplificador puede manejar una carga capacitiva de 4 pF a 1.5 nF (375x de capacidad de manejo) con al menos un producto de ancho de banda de ganancia de 0.88 MHz y un margen de fase de 42.3 grados, consumiendo 24.0 uW de potencia en reposo a un voltaje de suministro nominal de 1.0 V.
Descripción
Este documento presenta un nuevo enfoque de compensación de frecuencia para amplificadores de tres etapas que conducen una carga capacitiva de pF a nF. Gracias a la compensación de Miller en cascada, la frecuencia del polo complejo no dominante se extiende de manera efectiva, y el tamaño físico de los condensadores de compensación también se reduce. Se introduce un bucle de control de factor Q local (LQC) para alterar el factor Q de forma adaptativa cuando la capacitancia de carga varía significativamente. Este bucle LQC decide cuánta corriente de amortiguación debe inyectarse en el nodo parasitario correspondiente para controlar el factor Q del par de polos complejos, lo que afecta al pico de frecuencia en el diagrama de ganancia y al tiempo de establecimiento del amplificador propuesto en la respuesta escalonada en lazo cerrado. Además, se crea un cero en el semiplano izquierdo (LHP) para aumentar el margen de fase y se paraleliza una etapa de transconductancia de avance para mejorar la velocidad de subida (SR). Simulado en tecnología CMOS de 0.13 um, se verifica que el amplificador puede manejar una carga capacitiva de 4 pF a 1.5 nF (375x de capacidad de manejo) con al menos un producto de ancho de banda de ganancia de 0.88 MHz y un margen de fase de 42.3 grados, consumiendo 24.0 uW de potencia en reposo a un voltaje de suministro nominal de 1.0 V.