Amplificadores operacionales de transconductancia basados en inversores de ultra bajo voltaje con mejora de ganancia de voltaje mediante transistores compuestos mejorados
Autores: Rodovalho, Luis Henrique; Aiello, Orazio; Rodrigues, Cesar Ramos
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2020
Acceso abierto
Artículo científico
2020
Amplificadores operacionales de transconductancia basados en inversores de ultra bajo voltaje con mejora de ganancia de voltaje mediante transistores compuestos mejorados
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Eléctrica y Electrónica
Palabras clave
Mejoras propuestas
Ganancia de voltaje
OTAs basados en inversores de ultra bajo voltaje
Transistores compuestos
Polarización de cuerpo directo
Cifras de rendimiento
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 26
Citaciones: Sin citaciones
Este documento propone mejoras topológicas para aumentar la ganancia de voltaje de los amplificadores operacionales de ultra bajo voltaje (ULV) basados en inversores. Las dos mejoras propuestas se basan en la adopción de transistores compuestos y polarización de cuerpo directa. El impacto de las técnicas propuestas en las cifras de rendimiento se demuestra a través de simulaciones de dos amplificadores operacionales. El primer amplificador operacional logra una ganancia de voltaje de 39 dB, con un consumo de potencia de 600 pW y un área activa de 447 m. El segundo combina el enfoque de polarización de cuerpo directa con el beneficio de los transistores compuestos polarizados de forma independiente. Al combinar ambas soluciones, la ganancia de voltaje se eleva a 51 dB, consumiendo menos energía (500 pW) a costa de un área aumentada de 727 m. La validación se ha realizado a través de simulaciones de post-diseño con el Entorno de Diseño Analógico de Cadence y el kit de diseño TSMC 180 nm, con el voltaje de suministro variando de 0.3 V a 0.6 V.
Descripción
Este documento propone mejoras topológicas para aumentar la ganancia de voltaje de los amplificadores operacionales de ultra bajo voltaje (ULV) basados en inversores. Las dos mejoras propuestas se basan en la adopción de transistores compuestos y polarización de cuerpo directa. El impacto de las técnicas propuestas en las cifras de rendimiento se demuestra a través de simulaciones de dos amplificadores operacionales. El primer amplificador operacional logra una ganancia de voltaje de 39 dB, con un consumo de potencia de 600 pW y un área activa de 447 m. El segundo combina el enfoque de polarización de cuerpo directa con el beneficio de los transistores compuestos polarizados de forma independiente. Al combinar ambas soluciones, la ganancia de voltaje se eleva a 51 dB, consumiendo menos energía (500 pW) a costa de un área aumentada de 727 m. La validación se ha realizado a través de simulaciones de post-diseño con el Entorno de Diseño Analógico de Cadence y el kit de diseño TSMC 180 nm, con el voltaje de suministro variando de 0.3 V a 0.6 V.