Eşik altında çalışan CMOS OTA-C süzgeçlerinin tümdevre olarak gerçeklenmesi

Abstract

Bu tez çalışmasında, eşikaltında çalışan geçiş iletkenliği kuvvetlendiricisinin (OTA), kuvvetli evirtime göre, akım geçiş eğrisinin simetriliğinin bozulma sebepleri ve OTA üzerinde yapılan düzeltmeler ile akım geçiş eğrisinin simetriliğinin nasıl düzeltilebileceği araştınldı. Akım geçiş eğrisi düzeltilmiş OTA ve kapasite elemanları kullanılarak dördüncü dereceden süzgeçlerin tasarımı ve realizasyonu yapıldı. Bu tür süzgeçlerin tıp elektroniği uygulamalarında özellikle EEG işaretlerinin filtre edilmesinde elverişli olabileceği görüldü. Eşikaltı çalışmadan dolayı akımlar çok küçük olduğundan, OTA'lann geçiş iletkenlikleri de çok küçük olmaktadır. Bu da a, P, 9 ve 5 bandlarmın yer aldığı 1Hz- 40Hz aralığında gerçekleştirilecek süzgeç yapılan için, 10-850pF mertebelerindeki küçük kapasite değerlerinin kullanılması olanağım vermektedir. Böylece, dört süzgeci kapsayan bir yapının tümleştirilebilecek boyutlarda gerçekleştirilebileceği görüldü. Tasarlanan bu OTA'lann tıp elektroniğine uygun olabilmesi için OTA'lann düşük besleme gerilimli olarak tasarlanması, tasarlanan düşük beslemeli OTA'nm diğer OTA'ya göre daha elverişli olduğu, PSPICE ve HSPICE (parazitik etkileri de içeren post-simülasyon) simülasyon sonuçlarında görülmüştür. Tasarlanan devrelerin serimi L-EDIT yazılımı kullanılarak yapıldı ve daha sonra CADENCE ortamına aktarıldı. Bu ortamda yapılan son kontrollerden (DRC - Design Rule Check) sonra layoutun netlisti oluşturuldu ve parazitik etkileri de içeren HSPICE simülasyonu yapıldı.

In this thesis the main thought was to find out why the output current versus differential input voltage transfer characteristic in subthreshold region is not symmetrical but in the strong inversion it is symmetrical with the same operational transconductance amplifier (OTA). The OTA-C filters operating in subthreshold region has been designed and tried to realize to extract EEG signals. Moreover, it has been shown that this type of filters are suitable for medical electronics applications. Because of operating it in subthreshold, OTAs currents and transconductances are very small. Thus, for the frequency band like lHz-40Hz, for a, J3, 6, 0 bands, in the range of 30-350 pF valued capacity elements can be integrated in CMOS technology with OTA. So, this results filter structures with small dimension to be realized. In this thesis, L-EDIT sofware is used to design the layout. Then this layout is transfered to CADENCE. Later, the last controls for design rules and some corrections in the circuit are done, netlist is created and postsirnulations are applied to circutry by using HSPICE software.