Haberleşme sistemlerine yönelik Gm-C tabanlı devre tasarımları

Abstract

Haberleşme sistemlerine yönelik filtre, osilatör, endüktans benzetimi gibi analog devre uygulamalarında geçiş iletkenliği yapılarının önemli bir yeri bulunmaktadır. Analog devre uygulamaları için geçiş iletkenliği yapılarının kullanılmasının nedeni, geçiş iletkenliklerinin geniş bantlı olmaları, elektronik olarak kontrol edilebilir olmaları ve tümleştirmeye uygun olmalarıdır.Bu çalışmada MOS teknolojisi kullanılarak gerçekleştirilmiş farklı aktif endüktans benzetimleri önerilmiştir. Aktif endüktans tasarımında Gm-C tekniği kullanılmış, MOS transistörlerin geçiş iletkenlik değerleri ve Cgs geçit-kaynak kapasitans değerlerinden yararlanılmıştır.Aktif endüktans benzetimlerinin geçiş iletkenlikleri, kutuplama akımları ile değiştirilerek kontrol edilebilir ve istenilen endüktans değeri elde edilebilir. Ayrıca aktif endüktans yapıları minimum sayıda sadece MOS transistörler ve kutuplama akımları kullanılarak gerçekleştirilmiş, harici pasif devre elemanı kullanılmamıştır.Ayrıca tez kapsamında aktif endüktans benzetimleri kullanılarak gerçekleştirilen farklı filtre yapıları gerçekleştirilmiştir. Aktif filtre yapıları pasif RLC devreleri ile karşılaştırılarak test edilmiş ve aktif endüktans yapılarının çalışabilirlikleri gösterilmiştir.Önerilen endüktans devrelerinin frekans analizleri yapılmış, elektronik olarak kontrol edilebilir oldukları gösterilmiştir. Filtre devrelerinin frekans, zaman ve gürültü analizleri yapılmış, önerilen tüm devrelerin performanslarını göstermek amacıyla CMOS teknolojisi kullanılarak LT Spice programı ile doğrulukları test edilmiştir.

There is an important role of transconductance structures in the analog circuit applications for communication systems such as filters, oscillators, inductance simulators. The reason for using the structures of the transconductance for analog circuit applications that transconducances have wide band, electronically tunable and suitable for integration.In this study, different active inductance simulators realized by using MOS technology are proposed. Transconductance values of MOS transistors and Cgs gate-source capacitance values are utilized, Gm-C technique is used in the design of active inductances.Transconductance values of the active inductance simulators can be controlled by changing the bias currents and the required inductance value can be obtained. Also, active inductance structures are implemented by using minimum number of only MOS transistors and biasing currents, external passive components are not used.Furthermore in the thesis different filter structures realized by using active inductance simulators are achieved. Active filter structures have been tested comparing with passive RLC circuits and the utility of active inductance structures are shown.Frequency analysis of the proposed active inductance circuits are performed and their tunability are shown. Frequency, time and noise analysis of filter circuits are performed and to demonstrate the performance of all the proposed circuits, they are tested with LT Spice using CMOS technology.