بخشی از مقاله
چکیده
در این مقاله یک OTA ارائه شده است که در محدوده دمایی از 25℃ تا 125℃ کار میکند. درجه حرارت بالا بر روي این OTA تأثیر میگذارد و باعث کاهش ترارسانایی آن میشود. براي جلوگیري از این کاهش ترارسانایی در درجه حرارت بالا، یک منبع ولتاژ وابسته حرارتیکاملاً CMOS پیشنهاد شده است که با افزایش درجه حرارت، ولتاژ بایاس بیشتري تولید می کند و در نتیجه جریان دنباله اي بزرگتري حاصل می شود. توان مصرفی OTA حرارت جبران شده در دماي بالا، 751μW میباشد. شبیه سازي و تحلیل نتایج با استفاده از نرم افزار HSPICE انجام شده است.
-1 مقدمه
عملکرد غیر حساس به حرارت یکی از ملاحظات مهم در طراحی برخی از مدارها میباشد. در این مقاله، هدف ما جبران درجه حرارت یک - OTAتقویت کننده ترارسانایی عملیاتی - میباشد. روشهاي مختلفی براي تضمین کردن عملکرد بهتر حرارتی یک OTA وجود دارد. یک روش متداول و محبوب براي اصلاح کردن OTA ، بدست آوردن ترارسانایی غیر حساس به حرارت میباشد. شکل 1 یک OTA تفاضلی را نشان میدهد.[1]
در این مدار با افزایش درجه حرارت، ترارسانایی مدار کاهش مییابد، همچنین توان مصرفی مدار 1.7 mW است. شکل 2 یک منبع ولتاژ وابسته حرارتی BiCMOS را نشان میدهد که این مدار براي تولید کردن ولتاژ وابسته به حرارت طراحی شده است.[2] مدار شامل یک جریان آینه اي MOS و دو BJT یکسان Q1 و Q2 است. این را میتوان نشان داد که اختلاف بین دو ولتاژ بیس- امیتر - - ∆، متفاوت با دماست همچون - ∆ = ln - که ∆ داراي ویژگیهاي PTAT میباشد.[2]
-2 ساختار OTA جبران نشده
ما در این مقاله، یک نوع OTA تفاضلی را پیشنهاد کرده ایم که نسبت به OTA ارائه شده در شکل 1 داراي توان مصرفی کمتري است و همچنین با استفاده از این ساختار، به آسانی میتوانیم Gm مورد نظرمان را تنظیم و در فرکانس مد نظرمان کار کنیم. شکل 3 ساختار این OTA را نشان میدهد. دو ورودي یکسان به ترانزیستورهاي M1-M3 و M2-M4 اعمال می شود. ترانزیستورهاي M1-M2 از نوع NMOS و ترانزیستورهاي M3-M4 از نوع PMOS هستند. همچنین ترانزیستورهاي M5 و M6 بصورت یک منبع جریان دنباله اي عمل میکنند. همچنین دو ولتاژ تغذیه یکسان مثبت و منفی Vdd و Vss مدارمان را تغذیه میکنند.
-1-3 جبران حرارت OTA
در این بخش، یک روش طراحی براي ساخت ترارسانایی یک OTA غیر حساس به حرارت با استفاده از منبع ولتاژ وابسته حرارتیکاملاً CMOS براي اصلاح و تغییر جریان دنباله اي OTA ارائه شده است. مدارات مورد نظرمان در این مقاله در تکنولوژي 0/18μm در نظر گرفته شده اند. همچنین Gm ترانزیستور M6 و جریان دنباله اي از معادله - 2 - و - 3 - بدست میآیند. جریان دنباله اي و ترارسانایی OTA تابعی از دماي T هستند، زیرا هردوي بارهاي حامل متحرك و ولتاژ آستانه میتوانند با درجه حرارت تغییر کنند.[3] استفاده از صفرهاي زیرنویس به معنی شرایط در دماي اتاق میباشد و بارهاي حامل متحرك به درجه حرارت بستگی دارد.
