طراحی و بهینه سازی آپ امپ ولتاژ و توان پایین

در چندین دهه اخیر، تکثیر جهانی کامپیوترها، سیستم های الکترونیکی و تجهیزات قابل انتقال، باعث شده که طراحان و محققان تمرکز بیشتری بر طراحی سیستم های ولتاژ و توان پایین داشته باشند. یک ota ولتاژ و توان بسیار پایین در این پروژه پیشنهاد شده است. برای طراحی مدارات ولتاژ پایین، آینه جریان ها و طبقات ورودی و خروجی بررسی می شوند. روش های زیادی برای طراحی otaهای ولتاژ و توان پایین وجود دارد. یکی از این روش های رایج، روش bulk driven می باشد که در این پروژه استفاده شده است. استفاده از این روش منجر به افزایش رنج مد مشترک و سوئینگ ولتاژ می شود. بعلاوه، عملکرد بهتری در ولتاژ پایین خواهد داشت. اگر چه این روش برای طراحی ولتاژ پایین مناسب است ولی معایبی مانند کوچک بودن ترارسانایی ماسفت bulk driven نسبت به ترانزیستورهای gate driven دارد. عیب دیگر ماسفت های bulk driven این است که پاسخ فرکانسی کوچکتری نسبت به ترانزیستورهای gate driven دارند. همچنین نویز معادل تقویت کننده bulk driven بزرگتر از تقویت کننده gate driven است. ناحیه وارونگی ضعیف یا زیر آستانه برای عملکرد ولتاژ پایین مناسب می باشند به این علت که این ناحیه ترارسانایی بزرگتری نسبت به دیگر نواحی دارد. یک ota با ولتاژ و توان بسیار پایین با استفاده از جبرانسازی هیبرید در این پروژه طراحی شده است. برخی مشخصات این تقویت کننده مانند بهره مدار باز و پهنای باند بهره واحد به ترتیب عبارتند از db 2/84 و khz 6/91. این ota تحت ولتاژ 5/0 ولت توانnw 1020 مصرف می کند. به دلیل مصرف توان بسیار پایین این تقویت کننده، می تواند در کاربردهایی با توان محدود مورد استفاده قرار بگیرد مانند کاربردهای بیوپزشکی.