Técnica de Mosfet chaveado para filtros programáveis operando à baixa tensão de alimentação

Abstract

O mercado e a necessidade de se implementar equipamentos portáteis têm pressionado a indústria a produzir circuitos com tensões de alimentação muito baixas. A tendência envolve a ambos circuitos, digitais e analógicos. Para o projeto de circuitos analógicos, uma das mais sérias limitações que surgem quando a tensão de alimentação é reduzida é a dificuldade de se ligar as chaves MOS em toda a excursão de tensão. A técnica de MOSFET chaveado (SM), recentemente introduzida, é uma técnica de dados amostrados útil para operação à baixa tensão de alimentação visto que todas as chaves em circuitos SM operam à tensão constante dentro da faixa de condução do MOSFET. Além disso, a técnica SM não necessita nem de processos dedicados nem de esquemas de multiplicação de clock. O bloco básico de construção da técnica SM é um sample-and-hold (célula de meio atraso) para baixa tensão composto de um amplificador operacional e transistores MOS operando na região triodo. A programação dos circuitos SM, a qual é executada através de divisores de corrente totalmente com MOSFETs (MOCDs), é simples e não requer muita área de silício. Neste trabalho, é desenvolvida uma análise matemática da estrutura básica SM, a célula de meio atraso, e esquemas de compensação de offset são discutidos. A célula é implementada com tecnologia AMS 0,35mm e resultados de testes são apresentados. Um filtro programável SM para baixa tensão também é implementado, em um processo CMOS de 1,6mm. O filtro contém um conversor v/i, uma célula de meio atraso, uma seção biquadrática (contendo compensação de offset por auto-zero e MOCDs para programação) e um conversor v/i.