INDICE Introduccin Tipos Filtros Diferenciales Filtros GmC El

INDICE • Introducción • Tipos Filtros • Diferenciales • Filtros Gm-C • El par Difer. • Linealiz. PD • Haciendólo Programable • Otros OTAs • Considerac. Diseño • Autosintonía TEMA: Circuitos Integrados en Tiempo Continuo Antonio Torralba Dpto. de Ingeniería Electrónica, Escuela Superior de Ingenieros de Sevilla Master en Ingeniería Electrónica. Asignatura Microelectrónica Analógica torralba@gte. esi. us. es A. Torralba Nov. 2006

• Ventajas circuitos TC INDICE • Introducción • Tipos Filtros • Diferenciales • Filtros Gm-C • El par Difer. • Linealiz. PD • Haciendólo Programable • Otros OTAs • Considerac. Diseño • Autosintonía • Inconvenientes circuitos TC • Activos RC. Tol. ABS(RC)=Tol. ABS(R)+Tol. ABS(C)≈± 10 % • No adecuados baja frec -> RC demasiado grande • Soluciones A. Torralba Nov. 2006 • Admitir mala tolerancia y corregir el circuito ya fabricado (Autosintonía) • Elemento ajustable -> Linealidad

• Con ajuste discreto INDICE • Introducción • Tipos Filtros • Diferenciales • Filtros Gm-C • El par Difer. • Linealiz. PD • Haciendólo Programable • Otros OTAs • Considerac. Diseño • Autosintonía A. Torralba Nov. 2006 • Muy usado en la industria • Muy lineal • Sintonía discreta • Con ajuste continuo Filtros MOSFET-C Filtros OTA-C (Gm-C)

INDICE • Introducción • Tipos Filtros • Diferenciales • Filtros Gm-C • El par Difer. • Linealiz. PD • Haciendólo Programable • Otros OTAs • Considerac. Diseño • Autosintonía A. Torralba Nov. 2006 Filtros Diferenciales y Balanceados Ventajas • No armónicos orden par • HD 3 se reduce a un 25% • Inversión es muy simple • Rango de señal = Doble • SNR aumenta > 3 d. B • Mayor inmunidad ruido Inconvenientes • Más area (< doble) • Más consumo (< doble) • Más ruido (< doble) • Circuitos Modo Común

Filtros Gm-C INDICE • Introducción • Tipos Filtros • Diferenciales • Filtros Gm-C • El par Difer. • Linealiz. PD • Haciendólo Programable • Otros OTAs • Considerac. Diseño • Autosintonía A. Torralba Nov. 2006 Primer Orden Segundo Orden

El Par Diferencial INDICE • Introducción • Tipos Filtros • Diferenciales • Filtros Gm-C • El par Difer. • Linealiz. PD • Haciendólo Programable • Otros OTAs • Considerac. Diseño • Autosintonía • Transconductancia • Distorsión • Relación Señal a Ruido A. Torralba Nov. 2006 • Ruido

Linealizando el Par Diferencial INDICE • Introducción • Tipos Filtros • Diferenciales • Filtros Gm-C • El par Difer. • Linealizar PD • Haciendólo Programable • Otros OTAs • Considerac. Diseño • Autosintonía Par diferencial 1 Par diferencial 2 Salida 2 transconductores en paralelo con salidas cruzadas A. Torralba Nov. 2006 • Es un método muy empleado para linealizar transconductores. Inconveniente: Disminuye la ganancia y aumenta el consumo

El Par Diferencial Degenerado INDICE • Introducción • Tipos Filtros • Diferenciales • Filtros Gm-C • El par Difer. • Linealiz. PD • Haciendólo Programable • Otros OTAs • Considerac. Diseño • Autosintonía a) n = (1+gm. M 1 R) • Transconductancia b) • Distorsión • Ruido A. Torralba Nov. 2006 • Hay que sumar el ruido de las resistencias • En Solución a, la fuente IB no contribuye a ruido, pero introduce una caída en DC y limita el rango de señal. • En Solución b, las fuente IB / 2 sí introducen ruido.

Aumentando la linealidad INDICE • Introducción • Tipos Filtros • Diferenciales • Filtros Gm-C • El par Difer. • Linealiz. PD • Haciendólo Programable • Otros OTAs • Considerac. Diseño • Autosintonía A. Torralba Nov. 2006 La realimentacíón hace que Gm = 1/R independiente de la corriente, de los desapareamientos, etc. Problema: limitado en frecuencia (realimentación) L. Acosta, R. G. Carvajal, J. M. Jiménez, J. Ramírez-Angulo, A. López-Martín, ISCAS 2006

INDICE • Introducción • Tipos Filtros • Diferenciales • Filtros Gm-C • El par Difer. • Linealiz. PD • Haciendólo Programable • Otros OTAs • Considerac. Diseño • Autosintonía Haciendo programable el Par Diferencial Degenerado Inconveniente: Se estropea la linealidad (debido al transistor en zona óhmica) A. Torralba Nov. 2006

INDICE • Introducción • Tipos Filtros • Diferenciales • Filtros Gm-C • El par Difer. • Linealiz. PD • Haciendólo Programable • Otros OTAs • Considerac. Diseño • Autosintonía Haciendo programable el Par Diferencial Degenerado Utilizando división de corriente. Gran linealidad A. Torralba Nov. 2006 • Z. -Y. Chang, D. Macq, D. Haspeslagh, P. M. P. Spruyt, and L. A. G. Goffart, “A CMOS analog front-end circuit for an FDM-based ADSL system, ” IEEE J. Solid-State Circuits, vol. 30, pp. 1449– 1456, Dec. 1995. • H. J. Mensink and B. Nauta, “CMOS tunable linear current divider, ” Electron. Lett. , vol. 32, no. 10, pp. 889– 890, 1996.

Otros Transconductores INDICE • Introducción • Tipos Filtros • Diferenciales • Filtros Gm-C • El par Difer. • Linealiz. PD • Haciendólo Programable • Otros OTAs • Considerac. Diseño • Autosintonía Inconvenientes: Modo común de corriente (Necesita CMF) Sensibles al desapareamiento (Limitan linealidad) • • A. Torralba Nov. 2006 El esquema de la izquierda es más lineal que el de la derecha al tener v. DS constante El de la derecha puede verse como una variedad del par diferencial degenerado en el que el punto medio de la resistencia se ha puesto a tierra.

Aumento de la resistencia de salida INDICE • Introducción • Tipos Filtros • Diferenciales • Filtros Gm-C • El par Difer. • Linealiz. PD • Haciendólo Programable • Otros OTAs • Considerac. Diseño • Autosintonía A. Torralba Nov. 2006 § Para realizar un filtro OTA-C la resistencia de salida del transconductor debe ser muy elevada (de manera que no haya exceso de fase). § Para ello es necesario poner cascodos en la salida. § El aumento de resistencia puede hacerse, más que transconductor a transconductor, nodo a nodo

Control de Modo Común INDICE • Introducción • Tipos Filtros • Diferenciales • Filtros Gm-C • El par Difer. • Linealiz. PD • Haciendólo Programable • Otros OTAs • Considerac. Diseño • Autosintonía Para transconductores A. Torralba Nov. 2006 a) b) Inyectando corriente de mdo común Variando la tensión de cascodo

Autosintonía INDICE • Introducción • Tipos Filtros • Diferenciales • Filtros Gm-C • El par Difer. • Linealiz. PD • Haciendólo Programable • Otros OTAs • Considerac. Diseño • Autosintonía Inconvenientes: A. Torralba Nov. 2006 - Necesidad de apareamiento Amo-Esclavo Área y Consumo (hasta un 30% más)

Autosintonía INDICE • Introducción • Tipos Filtros • Diferenciales • Filtros Gm-C • El par Difer. • Linealiz. PD • Haciendólo Programable • Otros OTAs • Considerac. Diseño • Autosintonía Control de la frecuencia central por PLL Otros métodos más simples (Silva) A. Torralba Nov. 2006