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Amplificador para fotodiodo integrado con rechazo de DC por medio ...

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200,0µVCCIbias150,0µCorriente <strong>de</strong> salida (A).100,0µ50,0µ0,0-50,0µ-100,0µ-150,0µ-200,0µ-1,0 -0,5 0,0 0,5 1,0Voltaje <strong>de</strong> entrada (V).M5aIn-M1aM1bIn+M5bOutFig.6: Diagrama <strong>de</strong>l Gm <strong>de</strong>realimentación (<strong>de</strong>recha) y respuesta<strong>para</strong> I bias = 31 , 61µA (arriba).M4cB : 1M4aM4b1 : BM4dAlgunos datos simulados <strong>de</strong>l GM:Gm: .25mS Capacidad <strong>de</strong> entrada: 40fFRango modo común: 0.1-1.9V Impedancia <strong>de</strong> salida: R OUT1 ≈100kΩ3.3 Diseño <strong>de</strong> los OTA_gmPara el diseño <strong>de</strong> los OTA_gm se utilizó una topología igual a la <strong>de</strong> la figura 6; variando lasdimensiones <strong>de</strong> los transistores. En este caso nos interesa tener un Gm lo más gran<strong>de</strong> posible <strong>por</strong> lo que lostransistores <strong>de</strong> entrada se van a polarizar en inversión débil. La corriente <strong>de</strong> polarización se eligió <strong>de</strong> modo <strong>de</strong>po<strong>de</strong>r garantizar la corriente <strong>de</strong> realimentación <strong>por</strong> la resistencia R1(fig.3) aún <strong>para</strong> bajos valores <strong>de</strong> la mismaresultando en I Bias =60µA. Para el transistor <strong>de</strong> entrada se seleccionó un tamaño mo<strong>de</strong>rado resultando en un gm/I D<strong>de</strong> 13. Los espejos se trata <strong>de</strong> polarizarlos en inversión fuerte <strong>de</strong> modo <strong>de</strong> reducir el offset <strong>por</strong> mismatch, y talcomo en el caso <strong>de</strong>l Gm <strong>de</strong> realimentación tuvimos cuidado <strong>de</strong> verificar el punto <strong>de</strong> operación <strong>para</strong> V DD =3.3Vajustando los tamaños <strong>para</strong> tener valores razonables <strong>de</strong> V SAT y V GS .gm/ID ID(µA) gm(µS) VSAT(mV) VGS(V)M1 13 31 400 90 1M4a 3.3 31 100 400 1.3M4c 3.4 92 315 400 1.3M5 2.2 92 200 690 1.65Tabla 1: Datos <strong>de</strong> polarización <strong>de</strong>transistores en los OTA_gmFig.7: a) Ganancia y b) fase enlazo abierto (I OUT /V IN ) <strong>para</strong> losOTA_gm a diferentes corrientes<strong>de</strong> bias y capacidad <strong>de</strong> carga (Cl).Ganancia en lazo abierto (db)6040200-20-40-60-80(a)a) Ibias=62uA Cl=50pFb) Ibias=31uA Cl=50pFc) Ibias=31uA Cl=1pF1k 10k 100k 1M 10M 100M 1GFrecuencia (Hz)

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