Amplificadores Operacionales de Transconductancia CMOS de una Etapa (OTAs): un Tutorial de Diseño
Autores: Choi, Jaesuk; Kweon, Soon-Jae; Jeon, Hyuntak
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Amplificadores Operacionales de Transconductancia CMOS de una Etapa (OTAs): un Tutorial de Diseño
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Eléctrica y Electrónica
Palabras clave
Amplificadores operacionales de transconductancia
Circuitos analógicos
Métricas de rendimiento
Simulación
Parámetros de pequeña señal
Aplicaciones prácticas
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 34
Citaciones: Sin citaciones
Este documento presenta un tutorial de diseño completo para cuatro tipos de amplificadores operacionales de transconductancia de una sola etapa (OTAs): (1) OTAs de cinco transistores, (2) OTAs de cascode telescópico, (3) OTAs de cascode plegado y (4) OTAs de espejo de corriente. Estos OTAs sirven como bloques de construcción fundamentales en circuitos analógicos. Los principios operativos de cada OTA son revisados, y las métricas clave de rendimiento son derivadas a través de un análisis manual. Estas métricas de rendimiento abarcan los parámetros más cruciales, incluyendo parámetros de señal pequeña, respuesta en frecuencia, rangos de oscilación de entrada y salida, tasas de crecimiento ascendente y descendente, no idealidades y simplicidad del circuito de polarización. Todas estas métricas son verificadas y comparadas utilizando la simulación. Además, las aplicaciones prácticas de cada OTA son resumidas, y un estudio de caso demuestra la mejora del rendimiento de un amplificador de grabación neural a través de una selección adecuada de OTA. Una revisión exhaustiva de los bloques de construcción esenciales se convertirá en un trampolín para diseñar amplificadores analógicos de alto rendimiento en diversas aplicaciones.
Descripción
Este documento presenta un tutorial de diseño completo para cuatro tipos de amplificadores operacionales de transconductancia de una sola etapa (OTAs): (1) OTAs de cinco transistores, (2) OTAs de cascode telescópico, (3) OTAs de cascode plegado y (4) OTAs de espejo de corriente. Estos OTAs sirven como bloques de construcción fundamentales en circuitos analógicos. Los principios operativos de cada OTA son revisados, y las métricas clave de rendimiento son derivadas a través de un análisis manual. Estas métricas de rendimiento abarcan los parámetros más cruciales, incluyendo parámetros de señal pequeña, respuesta en frecuencia, rangos de oscilación de entrada y salida, tasas de crecimiento ascendente y descendente, no idealidades y simplicidad del circuito de polarización. Todas estas métricas son verificadas y comparadas utilizando la simulación. Además, las aplicaciones prácticas de cada OTA son resumidas, y un estudio de caso demuestra la mejora del rendimiento de un amplificador de grabación neural a través de una selección adecuada de OTA. Una revisión exhaustiva de los bloques de construcción esenciales se convertirá en un trampolín para diseñar amplificadores analógicos de alto rendimiento en diversas aplicaciones.