Projektiranje operacijskih pojačala opće namjene u CMOS tehnologiji : završni rad - Soče, Marin (M. Soče, 2015)
Sažetak na hrvatskom: CMOS je poluvodička tehnologija korištena kod tranzistora te se koristi u velikom dijelu današnje mikroelektronike. Integrirana tehnika je tehnika pri kojoj se milioni tranzistora postavljaju na male silikonske pločice. Operacijska pojačala su dio analogne integrirane tehnike i većini slučaja se koriste u Analagno-Digitalnim pretvornicima. Glavna funkcija pojačala je pojačanje signala. Operacijsko pojačalo koje je dizajnirano i analalizirano u ovom radu je takozvana preklopljena kaskoda prikazana na slici 2.4 Općenita jednađžba koja opisuje ukupno pojačanje je A_V=g_m R_iz U provoj verziji pojačala projektirano je diferencijsko pojačalo u sklopu preklopljene kaskode i provedena simulacija sa parametrima prikazanim u tablici 2.4. S obzirom da dobiveno pojačanje nije zadovoljavajuće tehnika produživanja kanala je korištena u drugoj verziji. Produživanjem kanala dobiva se veći izlazni otpor te pojačanje se povisuje sa 49dB(ver 1) na 72dB (ver 2). Međutim time se sužava širina frekvencijsko pojasa.U poglavlju 3 opisano je kako je izvedeno napajanje tranzistora koristeći tehniku strujnih zrcala i pokazano na slici 3.4. U simulaciji su korištene tipične verzije parametara tranzistora, ali u stvarnom fizikalnom svijetu ti parametri mogu varirati ovisno o kakvoći izrade, temperaturi. Zbog toga se vrši korner analiza u ulomaku 4. Četri različita ekstrema korener parametara su korištena da se provjeri radi li preklopljena kaskoda u tim ekstremnim slučajevima.Kao što je prikazano na grafu 4.4 za sve ekstremne parametre amplitudne karaktristike su zadovoljavajuće. Za dobivanje još većih pojačaja koristi se tehnika 'povećanja pojačanja'. U toj tehnici dva dodatna pojačala izvedna također kao preklopljena kaskoda da postave tranzistore M5,M6,M7,M8 u strujno povratnu vezu (slika5.3). Na ovaj način otpor u izlaznim stezaljkama raste još više te se dobivam pojačanje od 97dB (slika 5.6). S obzirom da pojačalo izvedeno u ovoj tehnici je višepolni sustav njegova stabilnosti nije zajamčena. Ulomak 6 bavi se problematikom stabilnosti. Prva verzija pojačala sa povećanjem pojačanja se pokaziva nestabilnom (slika 6.3) i zbog toga se radi druga verzija. U drugoj verziji potrošnja pomoćnih tranzistora se smanjiva i kapacitet se se postavlja na izlaz kako bi postavio pojačalo u stabilnost. Na slikama 6.7, 6.8, 6.9 napravljene su tranzijentne analize na narinuti step signal za tri različite vrste kapaciteta.