Diseño optimizado de amplificadores CMOS de ultra bajo consumo
Fecha
2024Autor
Director
Versión
Acceso abierto / Sarbide irekia
Tipo
Trabajo Fin de Máster/Master Amaierako Lana
Impacto
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nodoi-noplumx
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Resumen
Hoy en día, la eficiencia energética se ha convertido en un requisito clave en varias
aplicaciones, en particular para los dispositivos alimentados por baterías o los sistemas
de energy harvesting. El amplificador operacional de transconductancia (OTA) es un
elemento muy importante para lograr dicha eficiencia energética debido a que se
emplea de forma generalizada en varias aplicaciones. Est ...
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Hoy en día, la eficiencia energética se ha convertido en un requisito clave en varias
aplicaciones, en particular para los dispositivos alimentados por baterías o los sistemas
de energy harvesting. El amplificador operacional de transconductancia (OTA) es un
elemento muy importante para lograr dicha eficiencia energética debido a que se
emplea de forma generalizada en varias aplicaciones. Esto supone que una buena
optimización del OTA puede repercutir de manera favorable en el consumo global de las
mismas. De ahí que el diseño de OTAs con alta eficiencia energética se haya convertido
en un importante tema de investigación.
Un OTA de bajo consumo debe ofrecer un rendimiento óptimo en pequeña y gran señal
para una corriente de alimentación Isupply especificada. Para cuantificar dicho
rendimiento, se emplean dos figuras de mérito: la primera es FoML=SR·CL/Isupply=
ImaxL/Isupply, siendo SR el Slew Rate, CL la capacitancia de carga e ImaxL la corriente máxima
de carga. FoML evalúa el rendimiento en gran señal del OTA para una Isupply
determinada. La segunda figura de mérito es FoMS=GBW·CL/Isupply, siendo GBW el
producto ganancia-ancho de banda. FoMS evalúa el rendimiento en pequeña señal para
una Isupply determinada.
Una de las configuraciones del OTA más eficientes desde el punto de vista de eficiencia
energética de las que se tiene constancia hasta la fecha son los denominados OTAs de
super clase AB.
En este trabajo fin de máster se propone desarrollar un marco teórico unificado para el
diseño de amplificadores super clase AB. A partir de ese marco unificado se propondrán
técnicas de optimización que permitan optimizar las figuras de mérito de pequeña y gran
señal y por lo tanto diseñar los amplificadores más eficientes desde el punto de vista
energético para una aplicación concreta. [--]
Materias
Amplificador operacional de transconductancia (OTA),
Operación del transistor CMOS,
Etapas básicas,
Seguidor de tensión
Titulación
Máster Universitario en Ingeniería de Telecomunicación por la Universidad Pública de Navarra /
Nafarroako Unibertsitate Publikoko Unibertsitate Masterra Telekomunikazio Ingeniaritzan