Amplificador operacional de transcondutância de dois estágios projetado com tecnologia CMOS

• Autor(a) principal: Sousa, Gean Ribeiro
• Data de Publicação: 2023
• Tipo de documento: Trabalho de conclusão de curso
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UNESP
• Texto Completo: https://hdl.handle.net/11449/252049
• topic: Eletrônica; Amplificadores operacionais; Transistores de efeito de campo de semicondutores de oxido metalico

Com o constante avanço tecnológico, a busca pela melhoria contínua da eficiência dos dispositivos eletrônicos intensificou os estudos em diversas áreas da eletrônica. A tecnologia MOSFET hoje é a principal tecnologia utilizada nos circuitos com alta densidade de integração devido à alta capacidade de miniaturização de suas dimensões. Além das dimensões, a tensão de alimentação vem sendo reduzida com a evolução dos circuitos integrados. Essa diminuição levou a uma economia efetiva no consumo de potência dos circuitos com o avanço de seus nós tecnológicos. Neste trabalho, foi projetado um amplificador operacional de dois estágios de forma integrada com tecnologia MOS por meio do software Microwind 2 na tecnologia de 1,2m. Além disso, estudou-se o quanto o avanço da tecnologia (redução dos nós tecnológicos) afetaria este projeto. As diferenças encontradas foram avaliadas de maneira comparativa, considerando-se a resposta do circuito em quatro nós tecnológicos: 1,2 μm, 0,6 μm, 0,35 μm e 0,13 μm. As figuras de mérito consideradas foram: área ocupada, a potência consumida, o ganho de tensão e largura da banda útil passante do sinal. Em relação ao projeto realizado, para o primeiro estágio, foi percebido um ganho máximo de tensão na faixa de 32 dB, o qual permanece quase que inteiramente constante até os 37MHz, o que representa a faixa de frequências médias. Posteriormente, pôde ser identificado um decaimento constante de 20dB por década, até chegar na frequência de ganho unitário de 1,080GHz, que representa um GBW (Gain-Bandwidth Product) de 1,080GHz. Com a adição do segundo estágio, ocorreu uma melhora significativa na resposta do circuito, como por exemplo uma maior faixa de ganho constante e um incremento do GBW total do circuito. Com a diminuição do nó tecnológico, obteve-se melhorias no ganho e na largura de banda do sinal, entre outros fatores. No entanto, pode ser visto um ponto de estagnação, onde os efeitos pela diminuição das dimensões dos transistores são significativos e outras estratégias de projetos são necessários para contornar os problemas observados.