Návrh zesilovače pro Sigma-Delta modulátor

Abstract

Předmětem diplomové práce je návrh operačního transkonduktančního zesilovače sigma-delta modulátoru v CMOS technologii. V úvodu jsou obecně popsány vlastnosti a parametry tranzistorů CMOS. Metodika návrhu je založena na EKV modelu, proto se tato práce zabývá i extrakcí jeho parametrů pro zvolenou technologii. Další část se zkoumá požadavky na zesilovač pracující v sigma-delta modulátoru a popisuje jednotlivé zvolené struktury zapojení. Návrh zesilovače je zaměřen na dosažení požadovaných parametrů. Těmi jsou vysoký DC zisk, rychlé ustálení výstupního napětí, nízké spotřeby v klidovém stavu a šumových vlastností. Celý návrh zesilovače probíhá v programu Cadence a jeho simulátoru Eldo. V poslední části jsou shrnuty dosažené vlastnosti navrženého zesilovače a jeho chování v sigma-delta modulátoru.

The goal of the diploma thesis is design of operational transconductance amplifier for sigma-delta modulator in CMOS technology. In the introduction characteristics and parameters of CMOS devices are described generally. The design methodology is based on EKV model. Thus, one chapter focuses on its parameters extraction for concrete technology. Next parts analyze requirements of OTA working in sigma-delta modulator and describe particularly chosen sub-circuits. Design of the amplifier aims to achieve appropriate values of all important parameters such as high DC gain, fast settling the output voltage response, low quiescent consumption, and noise performance. The whole amplifier is designed in Cadence and its behavior simulated in Eldo. The last section discuses parameters of proposed OTA and its behavior in sigma-delta modulator.