A transimpedance amplifier design for capacitive micromachined ultrasonic transducers operating at 7.5MHz
7.5MHz'te çalışan kapasitif mikroişlenmiş ultrasonik dönüştürücüler için transempedans amplifikatör tasarımı
- Tez No: 657351
- Danışmanlar: PROF. DR. HAYRETTİN KÖYMEN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2021
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İhsan Doğramacı Bilkent Üniversitesi
- Enstitü: Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 67
Özet
Kapasitif Mikro İşlenmiş Ultrasonik Dönüştürücüler (CMUT'lar), ultrason görüntülemede kullanılan MEMS cihazlarıdır, ör. ultrason mamografisi. CMUT, geleneksel X-ışını mamografisinin zararlı etkileri olmadan ultrason mamografisinde uygulanabilir bir dönüştürücü çözümü olduğunu kanıtlamıştır. CMUT'lar çok yüksek elektriksel empedansa sahiptir, bu sebeple bir transempedans amplifikatörü (TIA) alış sırasında ön amplifikasyon için en uygun olan amplifikatör türüdür. 25MHz bant genişliğine ve 120kΩ transempedans kazancına sahip bir TIA, XFAB XC06M3 prosesi kullanılarak Cadence Virtuoso'da tasarlanmıştır. CMUT küçük sinyal modeli, 50μm yarıçap ve 7.5MHz çalışma frekansı için kullanılmıştır. Bu model, TIA devre simülasyonlarına dahil edilmiştir. TIA için biri pasif geri besleme direncine ve diğeri MOSFET geri besleme direncine sahip iki tasarım seçeneği önerilmiştir. İkincisi, yerleşim tasarımında öncekine kıyasla alandan tasarruf etmemizi sağlamıştır. Geçici hal ve gürültü simülasyonları şematik ve yerleşim görünümleri için yapılmış ve karşılaştırılmıştır. TIA'nın giriş referanslı akım gürültüsü 0.5pA/√Hz olarak simüle edilmiş ve güç tüketimi her iki tasarım için yaklaşık 3.3mW olarak simüle edilmiştir.
Özet (Çeviri)
Capacitive Micromachined Ultrasonic Transducers (CMUTs) are MEMS devices used in ultrasound imaging, e.g. ultrasound mammography. CMUT proved to be a viable transducer solution in ultrasound mammography without the hazardous effects of conventional X-ray mammography. The CMUTs have a very high electrical impedance, where a transimpedance amplifier (TIA) is most appropriate for preamplification during reception. A TIA with 25MHz bandwidth and 120kΩ transimpedance gain is designed on Cadence Virtuoso using XFAB XC06M3 process. The CMUT small signal model is used for 50μm radius and 7.5MHz operating frequency. This model is incorporated into TIA circuit simulations. Two design options are proposed for the TIA, one with the passive feedback resistor and the other with a MOSFET feedback resistor. The latter enabled us to save space in layout design compare to the former. Transient and noise simulations are conducted and compared for schematic and layout views. The input referred current noise of the TIA is simulated to be 0.5pA/√Hz and the power consumption is simulated to be approximately 3.3mW for both designs.
Benzer Tezler
- Optimization of collapsed mode cmut receiver for maximum off-resonance sensitivity
Çökme modu cmut alıcısının rezonans altı duyarlılık hassasiyet eniyileştirilmesi
MANSOOR KHAN
Doktora
İngilizce
2018
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİhsan Doğramacı Bilkent ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HAYRETTİN KÖYMEN
- A transimpedance amplifier for capacitive micromachined ultrasonic transducers
Kapasitif mikroişlenmiş ultrasonik çeviriciler için transempedans yükseltiçi
YAVUZ KANSU
Yüksek Lisans
İngilizce
2015
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİhsan Doğramacı Bilkent ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ABDULLAH ATALAR
- Kapasitif rotary enkoderler için analog anahtarlama tabanlı okuma devresi
Analog switch based readout circuit for capacitive rotary encoders
MUHAMMET ROJHAT KARA
Yüksek Lisans
Türkçe
2020
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiNecmettin Erbakan ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MEHMET AKİF ERİŞMİŞ
- Voltage controlled oscillator based low supply voltage microbolometer readout circuit
Gerilim kontrollü salıngaç tabanlı düşük kaynak gerilimli mikrobolometre okuma devresi
MEHMET ALİ GÜLDEN
Doktora
İngilizce
2021
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiAnkara Yıldırım Beyazıt ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ENVER ÇAVUŞ
DR. ÖĞR. ÜYESİ ERTAN ZENCİR
- Analog circuit design using current and transresistance amplifiers
Akım ve geçiş-direnç kuvvetlendiriciler kullanarak analog devre tasarımı
SELÇUK KILINÇ
Doktora
İngilizce
2006
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiDokuz Eylül ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. UĞUR ÇAM