Akım taşıyıcı devrelerin spice simülasyonu ve VLSI gerçeklenmesi

Abstract

ÖZET Bu teşde, CMOS tekniği ile oluşturulmuş iki çeşit akım taşıyıcı devrenin önce TÜBİTAK YİTAL 3um CMOS prosesine ait parametreler kullanılarak PSPICE simûlasyonlan yapılmış, ardından devrelerin silisyum kırmık üzerindeki selimleri aynı prosese ait tasarım kuralları kullanılarak tasarlanmıştır. Son olarak devrelerin parazrtik etkileri de hesaba katan postsimulasyonlan yapılmıştır. Bu tezde tasarlanan akım taşıyıcı devreler CMOS tekniği ile oluşturulmuş ikinci kuşak pozitif ve negatif akım taşıyıcı devreleridir. Negatif akım taşıyıcı (CCII-) devresinin pozitif akım taşıyıcıdan (CCII+) tek farkı çıkış akımının ters yönde olmasıdır. Bu devreler aktif devre sentezindeki pek çok uygulamada kullanılabilir. Tezde tasarlanan devrenin kullanılabileceği alanlardan biri, yine bu tezde sözü edilecek olan TH (Temel Hücre) devresidir. Bu devrenin gerçeklenebilmesi için iki adet pozitif akün taşıyıcı (CCII+) ve iki adet de negatif akım taşıyıcı (CCII-) gerektiğinden tasarlanan kırmık üzerinde bu iki çeşit akım taşıyıcı devreden ikişer adet bulunmaktadır. Yapılan simülasyonlarda devrelerin çalışması üç açıdan incelenmiştir. Uk olarak devredeki düğüm gerilimleri, kaynaklardan çekilen akımlar ve devrede harcanan gücü görmemizi sağlayacak çalışma noktası analizi, daha sonra devrenin temel fonksiyonlarım yerine getirip getirmediğini test eden DC analiz ve son olarak da devrenin kullanılabileceği frekans andığının belirlenmesini sağlayan AC analizdir. Selimin tasarlanmasında L-EDIT programı kullanılmış, daha sonra Cadence ortamında devrenin tasarım kurallarına ilişkin son kontrolleri, düzeltmeler ve postsimulasyonları yapılmıştır.

ABSTRACT In this thesis, first of all, two types of CMOS current conveyor circuits are simulated by using PSPICE program. In this simulation, TÜBİTAK YTTAL's 3jjm CMOS process parameters are used. Then, the silicon chip layout of these circuits are designed by using the design rules of the same process. Finally, the postsimulaton is applied to these circuits which also evaluates the parasitic effects. The current conveyor circuits designed in this thesis are the second generation positive and negative CMOS current conveyors. The only difference of the negative current conveyor from the positive one is that it has an inverse output current These circuits can be used in many applications in active circuit synthesis. One of the application of the circuit designed in this thesis is the TH (Basic Cell) circuit which is going to be mentioned in this thesis later. Two positive and two negative current conveyors are necessary to implement the TH circuit. So, the chip designed in this thesis consists of two current conveyors of each type. The functions of the circuits are investigated in three ways in the simulations. First, the node voltages, power supply currents and the power dissipation of the circuits are investigated in an operating point analysis. Then, a DC analysis which tests the basic functions of the circuits is applied and finally an AC analysis which determines the frequency distance that the circuit can be used is applied to the circuit. The L-EDIT program is used to design the layout and then the last controls for design rules and some corrections in the circuit are done and postsimulations are applied to the circuit by using Cadence software.