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Reducción de voltaje de desfase en amplificador operacional de dos etapas de doble cascada utilizando degradación de fuente de alta precisión

Autores: Stancu, Cristian; Neacsu, Andrei; Ionescu, Teodora; Stanescu, Cornel; Profirescu, Ovidiu; Dobrescu, Dragos; Dobrescu, Lidia

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2023

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Acceso abierto

Artículo científico
2023

Reducción de voltaje de desfase en amplificador operacional de dos etapas de doble cascada utilizando degradación de fuente de alta precisión


Categoría

Ingeniería y Tecnología

Subcategoría

Ingeniería Eléctrica y Electrónica

Palabras clave

Precisión
Amplificadores operacionales
Ajuste
Arquitecturas de corte
Degeneración de fuente
Voltaje de offset.

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 43

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
La demanda de amplificadores operacionales de precisión CMOS para aplicaciones críticas ha aumentado continuamente con el tiempo debido a requisitos de mayor precisión y sensibilidad. El recorte o las arquitecturas de corte son soluciones avanzadas que reducen el voltaje de desplazamiento y mejoran los parámetros del circuito, pero la complejidad y el aumento del tamaño del chip son desventajas serias. Una solución eficiente es una configuración de degeneración de fuente para controlar la transconductancia del espejo de corriente del transistor, lo que afecta el voltaje de desplazamiento, con ahorros de costos y una reducción del área del chip también obtenidos. Este documento se centra en diseñar e implementar dicho enfoque en un amplificador operacional de dos etapas de cascode plegado. Se implementaron resistores de película delgada de última generación que utilizan silicio-cromo como la aleación metálica para reducir las variaciones de desajuste entre estos componentes pasivos. También se discuten y establecen métodos distintos que controlan el parámetro del voltaje de desplazamiento. También se realizó una comparación entre la desviación estándar del voltaje de desplazamiento obtenida utilizando diferentes tipos de resistores y la lograda con los resistores de alta precisión innovadores. También se analizó el impacto de la degeneración de fuente en la relación de rechazo de modo común, la relación de rechazo de la fuente de alimentación, el ancho de banda y el margen de fase, y se realizó una comparación entre el diseño propuesto y el clásico. Se estudió la influencia de la variación del proceso en la funcionalidad del circuito. Se logró un voltaje de desplazamiento máximo pre-diseño de +/-1.273 mV a T = 27 gradosC utilizando notaciones vectoriales/matriciales para el amplificador con el mejor rendimiento general. Se realizaron simulaciones post-diseño que incluyeron efectos parásitos, con un voltaje de desplazamiento máximo de +/-1.254 mV alcanzado a temperatura ambiente.

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