Projeto de um amplificador Ota Miller para ADC Sigma-Delta de baixa tensão para a faixa de áudio

Abstract

Este trabalho descreve o projeto de um amplificador de transcondutância totalmente diferencial para um modulador analógico-digital Sigma-Delta de baixo consumo, em tecnologia CMOS, para sinais da faixa de áudio. Para o desenvolvimento do amplifica- dor, foi empregada a metodologia gm/id, que consiste na utilização de curvas caracte- rísticas dos transistores de uma tecnologia para seu dimensionamento. O sistema foi analisado e projetado por meio de equações e simulações, visando à obtenção das es- pecificações do amplificador. Além do projeto elétrico foi realizado o projeto de layout. O amplificador constitui o primeiro estágio de integração do modulador sigma-delta de tempo contínuo, sendo este bloco de entrada o de maior consumo energético dentro do modulador. O projeto foi implementado na tecnologia de 65 nm, utilizando-se ferra- mentas Cadence para sua concepção e validação. O amplificador alcança um ganho de 81,3893 dB e uma largura de banda de ganho (GBW) de 39,3834 MHz, operando com uma fonte de alimentação de 2.5V.

This work describes the design of a fully differential transconductance amplifier for a low-power Sigma-Delta analog-to-digital modulator, in CMOS technology, for audio range signals. For the development of the amplifier, the gm/id methodology was used, which consists of using the characteristic curves of the transistors of a technology for its sizing. The system was analyzed and designed through equations and simulations, aiming at obtaining the amplifier’s specifications. In addition to the electrical design, the layout design was also performed. The amplifier constitutes the first integration stage of the continuous-time sigma-delta modulator, this input block being the one with the highest energy consumption within the modulator. The project was implemented in 65 nm technology, using Cadence tools for its conception and validation. The amplifier achieves a gain of 81.3893 dB and a gain-bandwidth (GBW) of 39.3834 MHz, operating with a 2.5V power supply.