Uma técnica de polarização para um comparador de corrente CMOS

• Ano de defesa: 2022
• Autor(a) principal: CASANÃS, César William Vera
• Orientador(a): MORENO, Robson Luiz
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal de Itajubá
• Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-Graduação: Doutorado - Engenharia Elétrica
• Departamento: IESTI - Instituto de Engenharia de Sistemas e Tecnologia da Informação
• País: Brasil
• Palavras-chave em Português: CMOS; TSMC; FVF; Tempo de propagação; Impedância de entrada; Potência; Pós-leiaute
• Área do conhecimento CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELÉTRICA::CIRCUITOS ELÉTRICOS, MAGNÉTICOS E ELETRÔNICOS
• Link de acesso: https://repositorio.unifei.edu.br/jspui/handle/123456789/3369

Neste trabalho é apresentada uma técnica para polarizar um comparador de corrente CMOS. O circuito comparador de corrente utiliza o bloco seguidor de tensão dobrado (flipped voltage follower - FVF) como estágio de entrada, e uma estrutura cascode é proposta para polarizar de forma adequada este estágio. São apresentadas alternativas para polarizar o bloco de entrada, sendo demonstrado o compromisso que existe entre o tempo de resposta e a impedância de entrada do circuito. A tecnologia CMOS do processo Taiwan Semiconductor Manufacturing Company (TSMC) 0,18 μm foi utilizada para projetar e fabricar o circuito. Os resultados da simulação pós-leiaute mostram que o comparador de corrente, com a estrutura proposta para polarizar o estágio de entrada, exibe um tempo de propagação de 7,5 ns com um consumo de potência de 47 μW quando a entrada é uma corrente pulsada de amplitude ±2 μA com frequência de 50 MHz. O valor da impedância de entrada é de 50 Ω na frequência de operação. A corrente mínima, nas baixas frequências, que o circuito pode detectar é de 200 pA. A estrutura cascode, proposta para polarizar o bloco FVF, fornece um valor de tensão de 1,01 V com um coeficiente de variação de ±0,001%. Os resultados da caracterização do protótipo fabricado confirmam que a técnica proposta para polarizar o circuito de entrada do comparador de corrente é apropriada e funcional.