عنوان
طراحي تقويت‌كننده‌ي عملياتي ريل تا ريل با هدايت انتقالي ثابت در طبقه‌ي ورودي
نويسنده اصلي
ثنائي، محمد حسين
محل تحصيل
اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان
رشته تحصيلي
مهندسي برق
مقطع تحصيلي
كارشناسي ارشد
چكيده
تقويت‌كننده هاي عملياتي از عناصر مهم در مدارهاي آنالوگ و مدارهاي مختلط نظير مبدل هاي آنالوگ به ديجيتال محسوب مي‌شوند كه با پيشرفت فن‌آوري‌هاي سي ماس در سال هاي گذشته بر چالش هاي طراحي آن ها افزوده شده است چراكه نيازمند طراحي به صورت ولتاژ پايين و توان پايين هستند تا با نياز هاي امروزي متناسب باشند، بنابراين همواره علاقمندي براي بهبود عملكرد آنها وجود دارد. در اين پايان‌نامه يك تقويت‌كننده‌ي عملياتي ريل تا ريل در فن‌آوري هاي سي‌ماس 180 و 65 نانومتر طراحي گرديده و پارامترهاي مختلف آن در فن‌آوري هاي مذكور مقايسه شده است. اهميت تقويت‌كننده‌هاي عملياتي ريل تا ريل در اين است كه مي توانند در تمام محدوده ي ولتاژ قابل اعمال به ورودي هايشان، عملكرد پايداري داشته باشند و هدايت انتقالي طبقه‌ي ورودي را كه بر پارامترهاي مهم تقويت‌كننده‌ي عملياتي نظير بهره و فركانس بهره‌ي واحد اثر گذار است را تقريبا ثابت نگه دارند.
در طبقه‌ي ورودي پيشنهادي اين تقويت‌كننده‌ي عملياتي، سه جفت زوج ديفرانسيلي NMOS و نيز سه جفت زوج ديفرانسيلي PMOS، به همراه دو تغيير دهنده‌ي سطح ولتاژ DC به صورت كاهنده و افزاينده و نيز دو مالتي پلكسر و معكوس‌كننده‌هاي مربوط به آنها براي ثابت نگه داشتن هدايت انتقالي طبقه‌ي ورودي به كار رفته‌اند. با اين طراحي تغييرات هدايت انتقالي كل طبقه‌ي ورودي براي اين مدار در فن‌آوري‌هاي 180 و 65 نانومتر به ترتيب 3/52 و 4/84 درصد مي‌باشد. براي طبقه‌ي جمع‌كننده‌ي جريان از ساختار پركاربردكسكود تاشده بهره برده شده است، همچنين در اين طبقه به منظور تثبيت موقعيت قطب هاي دوم وسوم و دست‌يابي به حاشيه‌ي فاز مناسب و پايداري تقويت‌كننده‌ي عملياتي با كمك منبع جريان شناور، جريان ترانزيستورهاي كسكود، تثبيت شده است و از طرفي براي بالابردن بهره‌ي تقويت‌كننده‌ي عملياتي، ساختارهاي تقويت بهره به كارگرفته شده‌اند.
با تمهيدات در نظر گرفته شده براي تثبيت هدايت انتقالي طبقه‌ي ورودي و طبقه‌ي جمع‌كننده‌ي جريان، مقدار بهره، پهناي باند و حاشيه‌ي فاز به ترتيب براي اين پارامترها در فن‌آوري 180 نانومتر برابر با 118/4 دسي‌بل، 69/21 مگاهرتز و 69/38 درجه و در فن‌آوري 65 نانومتر برابر با 108/1 دسي‌بل، 50/51 مگاهرتز و 74/36 درجه بدست آمده‌اند. لازم به ذكر است كه توان مصرفي مدار نسبت به بسياري از تقويت‌كننده‌هاي با قابليت مشابه، كمتر مي باشد. ميزان توان مصرفي براي تقويت‌كننده‌ي عملياتي پيشنهادي در فن‌آوري هاي 180 و 65 نانومتر به ترتيب برابر با 1/206 و 1/324 ميلي وات خواهد بود.
بايد اشاره كرد كه اين مدار قابليت كار در نواحي كاري مختلف براي زوج هاي ديفرانسيلي ورودي را دارا مي باشد.
شماره ركورد
221217
گرايش رشته تحصيلي
مدارهاي مجتمع الكترونيك
دانشكده
مهندسي برق و كامپيوتر
دانشگاه
دانشگاه صنعتي اصفهان