Modulární přístup k návrhu moderních analogových prvků v technologii CMOS

Abstract

Předkládaná dizertační práce se zabývá modulárním návrhem moderních analogových obvodů v technologii CMOS. Jejím záměrem je navrhnout sadu modulárních mikroelektronických stavebních bloků a s jejich pomocí realizovat vybrané moderní aktivní obvody, pracující zejména v proudovém módu. Nicméně modulární přístup lze samozřejmě použít také při návrhu obecně známých klasických prvků, např. operačních zesilovačů. Součástí této práce je také vývoj zcela nového, vysoce univerzálního, aktivního obvodu CCTA, včetně podrobného rozboru jeho využití a uvedení nejzajímavějších aplikačních zapojení. Právě tento CCTA, společně s příbuzným, teoreticky již dříve zpracovaným obvodem CDTA, zde byl realizován zcela poprvé a to ve dvou odlišných topologiích na jednom čipu. Realizované obvody byly testovány a podle výsledků měření byla sestavena knihovna behaviorálních modelů pro program PSpice, včetně vzorových simulací některých aplikačních zapojení. Na základě poznatků získaných v průběhu řešení bylo provedeno stručné vzájemné porovnání obvodů pracujících v napěťovém a proudovém módu.The presented dissertation thesis deals with modular design of analog circuits in CMOS technology. The goal of the work is to design a set of modular microelectronic building blocks and realize the selected modern active circuits, working primarily in current mode. Nevertheless, the modular approach can be used for design of generally known classical elements, e.g. opamps, as well. As a part of the work, the development of the totally new highly versatile active circuit CCTA has been done, including detailed analysis of utilization and introduction of the most interesting applications. This circuit CCTA, together with relative, already theoretically treated circuit CDTA, has been realized here for the first time, in two different topologies. Final circuits were tested. On the basis of measurement results the library of behavioral models for PSpice was created, including exemplary simulations of the selected applications. Based on the obtained knowledge the brief comparison of voltage mode circuits and current mode circuits was done.