طراحی و شبيه‌سازی يک تقويت‌کننده عملياتی دو طبقه با استفاده از شيوه فيدبک مثبت جهت دسترسی به پهنای باند بهره واحد و بهره DC بسيار زياد
الموضوعات :
پیمان معلم
1
(دانشگاه اصفهان)
علی شیری سیچانی
2
(باشگاه پژوهشگران جوان)
الکلمات المفتاحية: پهنای باند بهره واحدبهره DCفيدبک مثبت,
ملخص المقالة :
به‌طور کلی ساخت فيلترهای کليد خازنی و مدارهای CMOS زمان پيوسته با پهنای باند بهره واحد مناسب، بهره DC زياد و ضريب کيفيت بالا، از چالش‌های اساسی در طراحی مدارهای مجتمع خطی است. در اين مقاله يک توپولوژی نوين بر مبنای فيدبک مثبت جهت طراحی هسته يک تقويت‌کننده عملياتی ارائه شده و يک نمونه تقويت‌کننده عملياتی بر اين مبنا و با تنظيم مناسب پارامترهای ساخت، طراحی شده است. نتايج شبيه‌سازی‌های متعدد انجام‌شده در حوزه فرکانس و زمان نشان می‌دهد که پهنای باند بهره واحد تقويت‌کننده عملياتی طراحی‌شده، بيش از GHz 4/1 و بهره DC آن بيش از 108 دسی‌بل می‌باشد که نسبت به طراحی‌های مشابه انجام‌شده بر مبنای فيدبک مثبت، افزايش بسيار زياد پهنای باند بهره واحد (بيش از GHz 1/1) و افزايش مناسب بهره DC (بيش از 5 دسی‌بل) را نشان می‌دهد. حاشيه فاز تقويت‌کننده عملياتی طراحی‌شده، بيش از 170 درجه بوده که نشان از پايداری مناسب آن می‌باشد و علاوه بر اين، بررسی خروجی طرح پيشنهادی در حوزه زمان نيز پايداری آن را نشان می‌دهد.
[1] G. Nicollini, P. Conffalnoieri, and D. Senderowicz, "A fully differential sample - and - hold circuit for high-speed applications," IEEE J. of Solid-State Circuits, vol. 24, no. 5, pp. 1461-1465,Oct. 1989.
[2] E. Sackinger and W. Guggenbuhl, "A high - swing high – impedance MOS cascode circuit," IEEE J. of Solid-State Circuits, vol. 25, no. 1, pp. 289-298, Feb. 1990.
[3] R. G. Eschauizer, L. P. T. Kerklaan, and J. H. Huising, "A 100 – MHz 100-dB operational amplifier with multipath nested miller compensation structure," IEEE J. of Solid - State Circuits, vol. 27,no. 12, pp. 1709-1717, Dec. 1992.
[4] R. M. Ziazadeh, H. T. Ng, and D. J. Allost, "A multistage amplifier topology with embedded tracking compensation," in Proc. of IEEE Custom Integrated Circuits Conf., (CICC98), pp. 361-364,May 1998.
[5] F. You, S. H. Embabi, and E. Sanchez - Sincencio, "A multistage amplifier topology with nested Gm - C compensation for low - voltage application," in Proc. IEEE Int. Solid-State Circuits Conf.(IISSCC97), pp. 348-349, Feb. 1997.
[6] C. A. Laber and P. R. Gray, "A positive - feedback transconductance amplifier applications to high frequency, high - Q CMOS switched - capacitor filters," IEEE J. Solid - State Circuits, vol. 23, no. 6, pp.1370-1378, Dec. 1988.
[7] R. Wang and R. Harjiani, "Partial positive feedback for gain -enhancement of LOW - Power CMOS OTAs," Analog Integrated Circuits and Signal Processing, vol. 8, no. 1, pp. 21-35, Jul. 1995.
[8] K. Bult and G. J. H. Geelen, "A fast - settling CMOS operational amplifier for SC circuits with 90 - dB DC gain," IEEE J. of Solid - State Circuits, vol. 25, no. 6, pp. 1379-1384, Dec. 1990.
[9] M. M. Amourah and R. L. Geiger, "A high gain strategy with positive feedback gain enhancement technique," in Proc. of 2001 IEEE Int. Symp. on Circuits and Systems, pp 631-634, May 2001.
[10] M. Franco, Analog Designe for VLSI System, Kluwer Academic Publisher, 2003.
[11] D. Allstot, "A precision variable supply CMOS comparator," IEEE J. Solid - State Circuits, vol. 17, no. 6, pp. 1080-1087, Dec. 1982.
