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Projeto e simulação de um amplificador diferencial CMOS através do método gm/ID
| Content Provider | Semantic Scholar |
|---|---|
| Author | Kunz, Douglas Felipe |
| Copyright Year | 2015 |
| Abstract | This paper presents the design and simulation of a differential amplifier in 500 nm CMOS technology. The topology chosen is composed of an NMOS differential pair, an active load PMOS and an NMOS current mirror. The circuit is designed to operate with supply voltage of 1.5 V. Thus, it was necessary to size the transistors to operate in weak inversion region. Key-words: MOS, integrated circuit, weak inversion, gm/ID, coeficient inversion. LISTA DE ILUSTRAÇÕES Figura 1 – Desenho do dispositivo idealizado por Lilienfeld . . . . . . . . . . . . . . . 15 Figura 2 – Sistema de projeto . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17 Figura 3 – Circuitos para aquisição das características dos dispositivos MOS . . . . . . 18 Figura 4 – Estrutura de um dispositivo NMOS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 Figura 5 – Operação de um dispositivo NMOS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 Figura 6 – Variação ID em relação à VDS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 Figura 7 – Variação ID em relação à VDS com múltiplos VGS . . . . . . . . . . . . . . . 23 Figura 8 – Variação da corrente de dreno em relação à VGS . . . . . . . . . . . . . . . 23 Figura 9 – Relação entre o ganho intrínseco e ID . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26 Figura 10 – Curva gm/ID para o transistor NMOS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28 Figura 11 – Taxa gm/ID em função do coeficiente de inversão . . . . . . . . . . . . . . 29 Figura 12 – Densidade de corrente ID/(W/L) vs Eficiência gm/ID . . . . . . . . . . . . 29 Figura 13 – Coeficiente de inversão vs tensão Early para diferentes comprimentos de canais 30 Figura 14 – Frequência de transição vs Taxa de Eficiência . . . . . . . . . . . . . . . . 31 Figura 15 – Topologia de um amplificador diferencial . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32 Figura 16 – Fluxograma de projeto . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34 Figura 17 – Formulário para cálculo de parâmetros . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36 Figura 18 – Relação entre tensão de entrada (Vin) e tensão de saída (Vout) . . . . . . . . 38 Figura 19 – Resposta em frequência . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39 Figura 20 – Ganho em modo diferencial . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39 Figura 21 – Sinal de saída com entrada senoidal de 3 mV e 1kHz . . . . . . . . . . . . . 40 Figura 22 – Sinal de saída com entrada senoidal de 10 mV e 1kHz . . . . . . . . . . . . 40 Figura 23 – Ganho em modo comum . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41 Figura 24 – Resposta em frequência alimentação menor . . . . . . . . . . . . . . . . . 42 Figura 25 – Ganho em modo diferencial alimentação menor . . . . . . . . . . . . . . 42 Figura 26 – Sinal de saída com entrada senoidal de 3 mV e 1kHz alimentação menor . 43 Figura 27 – Ganho em modo comum alimentação menor . . . . . . . . . . . . . . . . 43 Figura 28 – Resposta em frequência alimentação maior . . . . . . . . . . . . . . . . . 44 Figura 29 – Ganho em modo diferencial alimentação maior . . . . . . . . . . . . . . . 44 Figura 30 – Sinal de saída com entrada senoidal de 3 mV e 1kHz alimentação maior . . 45 Figura 31 – Ganho em modo comum alimentação maior . . . . . . . . . . . . . . . . 45 |
| File Format | PDF HTM / HTML |
| Alternate Webpage(s) | https://www.lume.ufrgs.br/bitstream/handle/10183/127668/000971075.pdf?sequence=1 |
| Language | English |
| Access Restriction | Open |
| Content Type | Text |
| Resource Type | Article |
