Temperature insensitive ultra low power 0.7 V supply input and reference driver for 8 Bit ADC In 65 Nm CMOS technology
65 Nm teknolojisinde 8 Bit ADC için sıcaklığa duyarsız ultra düşük güç 0.7 V beslemeli giriş ve referans sürücüsü
- Tez No: 604546
- Danışmanlar: PROF. DR. ŞENOL MUTLU
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2019
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Boğaziçi Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Elektronik Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 108
Özet
CMOS teknolojisinin küçülmesiyle birlikte, ADC'lerin performansı alan, düşük besleme voltajı ve özellikle çok düşük güç tüketimi açısından iyileşmektedir. Bununla birlikte, CMOS teknolojisi küçülürken, teknolojinin analog performansı, sayısal performansına kıyasla ilerlememiştir. Bu, analog mimarisi nedeniyle ultra düşük güçlü ADC giriş sürücüsünün tasarımını zorlaştırmaktadır. Yerleşme süresi gereksinimleri, ADC giriş kapasitansı, düşük gürültü ve THD gereksinimleri, ADC giriş sürücüsünün ultra düşük güçte çalışması için performansını sınırlar. Öte yandan, çipsiz sürücüler gereksiz yere daha büyük alan kullanımına yol açmaktadır. Bu tez, 0,7 V beslemeli 8 bit ADC için çip üzerinde sıcaklığa duyarsız, ultra düşük güçte çalışan giriş ve referans sürücüsünün tasarımını sunar. Sıcaklık duyarsızlığı, sıcaklık değiştikçe ADC performansının düşmesini önlemek için sıcaklık ölçümleri söz konusu olduğunda önemli bir özelliktir. Önerilen tasarım, çalışma sıcaklığı aralığı boyunca (-40 ° C ila 125 ° C) 8 bit ADC'yi sürebilir. Önerilen ADC giriş sürücüsü, tek uçlu-diferansiyel sinyal dönüşümü, tamponlama, genlik ölçeklendirme, çıkış ortak mod ayarı ve filtrelemeyi gerçekleştirir. Tez çalışmasında, -40 ° C ile 125 ° C arasında çalışan ultra düşük güçte 0.7 V beslemeli sıcaklık sensörü ve 1V tam ölçekli giriş aralığına sahip 100 kSPS diferansiyel giriş SAR ADC kullanılmıştır. ADC referans sürücüsü, bant aralığı referans devresi ile ADC referans voltajı pini arasında akım kontrollü, ters çevrilmemiş birlik kazanç tamponu olarak yapılandırılmıştır. Cadence Virtuoso, şema-serim tasarımı için kullanılmış ve serim sonrası simülasyon sonuçları burada sunulmuştur. Simülasyon sonuçlarına göre, çalışma sıcaklığı aralığında ortalama güç tüketimi 111,53 µW'dır. En kötü senaryo olarak, toplam çıkış gürültüsü gerilimi -40 ° C'de 1.418 mV'tur. Giriş sürücüsü 244 Hz'de -72.51 dB'lik ve 976 Hz'de -70.88 dB'lik bir THD performansına sahiptir.
Özet (Çeviri)
With CMOS technology scaling down, performance of ADCs has been improving in terms of area, low supply voltage and especially ultra-low power consumption. How- ever, analog performance has not been advancing compared to progress of the digital performance as CMOS technology is scaling down. This causes the design of ultra-low power ADC input driver still challenging due to its analog architecture. Settling time requirements, ADC input capacitance, low noise and THD requirements limits perfor- mance of ADC input driver for ultra-low power operation. On the other hand, off-chip drivers lead to usage of larger area unnecessarily. This thesis offers the design of an on-chip temperature insensitive, ultra-low power input and reference driver for 8 bit ADC with 0.7 V supply. Temperature insensitivity is an essential feature for temper- ature measurement to avoid the degradation of ADC performance as the temperature varies. The proposed design is able to drive 8 bit ADC along operating temperature range (from -40◦C to 125◦C). The proposed ADC input driver performs single ended to differential signal conversion, buffering, amplitude scaling, output common-mode adjustment and filtering. In the thesis, an ultra-low power 0.7 V supply temperature sensor operating from -40◦C and 125◦C and 100 kSPS differential input SAR ADC with 1V full scale input range is used. ADC reference driver is configured as current controlled non-inverting unity gain buffer between bandgap reference circuit and ADC reference voltage pin. According to the post-layout simulation results, average power consumption over operating temperature range is 111.53 µW. As a worst case scenario, total output noise voltage is 1.418 mV at -40 ◦C. The input driver has a THD of -72.51 dB at 244 Hz and -70.88 dB at 976 Hz.
Benzer Tezler
- Atomic layer deposition based titanium alloying of ZnO for microbolometer applications
Mikrobolometre uygulamaları için çinko oksidin atomik katmanlama yöntemiyle titanyum ile alaşımlanması
BİLGE TİLKİOĞLU
Yüksek Lisans
İngilizce
2016
Metalurji Mühendisliğiİhsan Doğramacı Bilkent ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Nanoteknoloji Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. ALİ KEMAL OKYAY
- IE4 verim sınıfı senkron relüktans motor tasarımı
Design of IE4 efficiency level synchronous reluctance machine
NEZİH GÖKHAN ÖZÇELİK
Yüksek Lisans
Türkçe
2016
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. LALE ERGENE
- Frequency-locked integrated CMOS oscillator design with resistive reference
Direnç referanslı frekansı kilitlenmiş entegre CMOS osilatör
TANER BARIŞIK
Yüksek Lisans
İngilizce
2019
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiYeditepe ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. UĞUR ÇİLİNGİROĞLU
- Banyo bileşenlerinin akımsız Ni-B kaplamanın kaplanma hızı, bor miktarı ve sertlik değerlerine etkisi
Effect of coating bath composition on coating rate, boron content and hardness values of electroless Ni-B coating
ESİN ŞEN
Yüksek Lisans
Türkçe
2009
Metalurji MühendisliğiEskişehir Osmangazi ÜniversitesiMetalurji Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MUSTAFA ANIK
- Egzotik X(3872) parçacığının KRD toplam kuralları yöntemi ile termal özelliklerinin incelenmesi
Investigation of thermal properties of exotic X(3872) particles by QCD sum rules method
SEHER GÜNAYDIN
Yüksek Lisans
Türkçe
2018
Fizik ve Fizik MühendisliğiKocaeli ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ELŞEN VELİ