Uma referência de tensão programável para aplicações em gerenciamento de potência
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Data de Publicação: | 2007 |
Tipo de documento: | Dissertação |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Repositório Institucional da UNIFEI (RIUNIFEI) |
Texto Completo: | https://repositorio.unifei.edu.br/jspui/handle/123456789/3818 |
Resumo: | Os modernos circuitos integrados de aplicação específica (Application Specific Integrated Circuits – ASICs) são sistemas geralmente compostos por blocos de sinais mistos. Os blocos de sinais analógicos, em particular, necessitam ser polarizados com referências de tensão e corrente, nas quais a precisão certamente determina o máximo desempenho de todos os blocos. Um bloco típico de um ASIC comercial é o de Gerenciamento de Potência, que inclui conversores DC/DC (lineares ou chaveados) que fornecem tensões reguladas para os demais blocos do circuito integrado. Visto que existem blocos de um ASIC que operam em diferentes tensões de alimentação, cria-se a necessidade da existência de uma referência que forneça múltiplas tensões para o bloco de Gererenciamento de Potência. Este trabalho descreve o projeto de uma referência de tensão de saída que opera na faixa de 0 a 2,1V, programável por 3 bits, implementada em circuito integrado dedicado, e apresenta baixa sensibilidade às variações de temperatura de operação e alimentação. Para esse desenvolvimento, são discutidas e abordadas as considerações de projeto da referência, como o equacionamento e a modelagem de suas fontes de erro (variações de processo de transistores, resistores e capacitores integrados). Em seguida, é exposto o projeto detalhado de cada célula que a compõe, baseado na tecnologia TSMC CMOS 0,35µm, acompanhado pelas simulações elétricas e layout do chip completo. Para validação completa dos resultados, serão exibidas simulações elétricas de um conversor DC/DC abaixador (conversor buck) aplicado na alimentação de um banco de memórias dinâmicas DDR, para tensões de alimentação na faixa de 0,9V a 1,8V. |
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Este trabalho descreve o projeto de uma referência de tensão de saída que opera na faixa de 0 a 2,1V, programável por 3 bits, implementada em circuito integrado dedicado, e apresenta baixa sensibilidade às variações de temperatura de operação e alimentação. Para esse desenvolvimento, são discutidas e abordadas as considerações de projeto da referência, como o equacionamento e a modelagem de suas fontes de erro (variações de processo de transistores, resistores e capacitores integrados). Em seguida, é exposto o projeto detalhado de cada célula que a compõe, baseado na tecnologia TSMC CMOS 0,35µm, acompanhado pelas simulações elétricas e layout do chip completo. Para validação completa dos resultados, serão exibidas simulações elétricas de um conversor DC/DC abaixador (conversor buck) aplicado na alimentação de um banco de memórias dinâmicas DDR, para tensões de alimentação na faixa de 0,9V a 1,8V.Modern Application Specific Integrated Circuits - ASICs are systems frequently composed by mixed-signal blocks, consisting of analog and digital circuitry. The analog blocks, in particular, need to be biased by voltage and current references, whose accuracy certainly determine the maximum performance of the remaining blocks. One typical block found in commercial ASICs is the Power Manangement, which can include DC/DC converters (linear or switched) that provide regulated voltages for the remaining blocks. Yet, there are ASIC blocks whose work at different voltages, so it is necessary a reference capable to bias multiple voltages to Power Manangement block. This work describes the design of 3 bits programmable, low drift, high PSRR and high precision voltage reference, providing voltages from 0 to 2.1V, to be implemented in a dedicated integrated circuit, which must present low sensibility to temperature and supply variations. All design considerations, such as equations and modeling of error sources (process variations of integrated transistors, resistors and capacitors) are made based on TSMC CMOS 0.35µm technology. Also, it is presented the detailed design of each cell of the reference, followed by their electrical simulations and layout of entire chip. Finally, in order to validate the proposed reference, electrical simulations of a buck converter powering up a DDR memory bank are conducted, from a 0.9V to 1.8V range.porUniversidade Federal de ItajubáPrograma de Pós-Graduação: Mestrado - Engenharia ElétricaUNIFEIBrasilIESTI - Instituto de Engenharia de Sistemas e Tecnologia da InformaçãoCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELÉTRICAVariações de processo de transistoresResistoresCapacitores integradosUma referência de tensão programável para aplicações em gerenciamento de potênciainfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisCALDEIRA, Laérciohttp://lattes.cnpq.br/3137166078502632PIMENTA, Tales Cleberhttp://lattes.cnpq.br/3321577431881283http://lattes.cnpq.br/2070762094846584RAMOS, Filipe Guimarães RussoRAMOS, Filipe Guimarães Russo. Uma referência de tensão programável para aplicações em gerenciamento de potência. 2007. 96 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Elétrica) – Universidade Federal de Itajubá, Itajubá, 2007.info:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da UNIFEI (RIUNIFEI)instname:Universidade Federal de Itajubá (UNIFEI)instacron:UNIFEILICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-81748https://repositorio.unifei.edu.br/jspui/bitstream/123456789/3818/2/license.txt8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33MD52ORIGINALDissertação_200731984.pdfDissertação_200731984.pdfapplication/pdf1827833https://repositorio.unifei.edu.br/jspui/bitstream/123456789/3818/1/Disserta%c3%a7%c3%a3o_200731984.pdf67cdea5968f49e207e0a75d00a4b6ed7MD51123456789/38182023-06-29 15:31:28.795oai:repositorio.unifei.edu.br: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Repositório InstitucionalPUBhttps://repositorio.unifei.edu.br/oai/requestrepositorio@unifei.edu.br || geraldocarlos@unifei.edu.bropendoar:70442023-06-29T18:31:28Repositório Institucional da UNIFEI (RIUNIFEI) - Universidade Federal de Itajubá (UNIFEI)false |
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