DISEÑO DE UNA CELDA LINEAL A TRAMOS EN TECNOLOGÍA CMOS BASADA EN TRANSISTORES DE COMPUERTA CUASI-FLOTANTE

MAESTRÍA EN CIENCIAS
EN SISTEMAS DIGITALES

“DISEÑO DE UNA CELDA LINEAL A TRAMOS EN TECNOLOGÍA CMOS BASADA EN TRANSISTORES DE COMPUERTA CUASI-FLOTANTE”


CUARTO QUINTO AVANCE DE TESIS






ABRIL 2012 TIJUANA, B.C., MÉXICO






CONTENIDO









LISTA DE FIGURAS




LISTADE TABLAS



I. OBJETIVO GENERAL

Diseño de una celda como una función lineal a tramos (PWL) para su realización en circuito integrado usando tecnología CMOS. El diseño estará basado en el uso de transistores de efecto de campo metal-óxido-semiconductor de puerta cuasi-flotante (QFGMOS). La celda se diseñará con aplicación en osciladores caóticos.

La contribución de este trabajoradicará en realizar un diseño de circuito integrado para una función voltaje-corriente usando transistores QFGMOS, lo cual aun no se ha reportado en la literatura actual. Además, se pretende mejorar la respuesta en frecuencia de lo que se reporta en las tecnologías de circuitos integrados ya existentes.

Como objetivos particulares se tiene el siguiente listado, que básicamente son los puntos que setrabajaran en el calendario de actividades, cronológicamente se trabajara así.



II. OBJETIVOS ESPECIFICOSESPECÍFICOS PARA ESTE AVANCE DE TESIS

Como objetivos particulares se tiene el siguiente listado, que básicamente son los puntos que se trabajaran en el calendario de actividades, cronológicamente se trabajara así.



Diseño del oscilador de Chua con CCII+ basado en QFGMOS.Optimización del circuito CCII+ basado en QFGMOS


Comparación del oscilador de Chua ideal vs el propuesto.

Diseño e implementación del patrón geométrico (layout) con transistores QFGMOS





III. ACTIVIDADES REALIZADAS PERIODO ENERO-MARZO 2013

III.1. Revisión del estado del arte

Continuando con la revisión de la literatura disponible, está demostrado que un oscilador caótico puedeser realizado por varios métodos [1-9], pero es de interés en este trabajo analizar el convector de corriente de segunda generación positivo (CCII+).

Esta actividad se realizó consultando artículos científicos sobre CCII+ realizado con QFGMOS con salida AB [10-12], donde se extrae la teoría de funcionamiento, y en este trabajo se optimiza dicho circuito para después realizar el diodo yoscilador de Chua.

Se revisaron algunas ventajas importantes frente a los transistores FGMOS, principalmente el uso de estos transistores en aplicaciones de bajo y muy bajo voltaje [13-20].

En este avance se realizo el diseño del oscilador de Chua en CCII+ configuración par diferencial con salida AB con QFGMOS, para este fin los circuitos se realizaron en el Programa de simulación con énfasis encircuitos integrados (SPICE, por sus siglas en ingles), los resultados se presentan en las siguientes secciones.
III.2. Transistor QFGMOS

Un transistor QFGMOS tiene varias características en común con uno FGMOS, por ejemplo, en los dos tipos de transistores utilizan  divisores de tensión de entrada para permitir que las señales sean acopladas a la compuerta.  En el caso de los transistores deFGMOS, el punto de polarización se encuentra flotado lo cual produce algunos problemas en el producto ganancia-ancho de banda.


Ahora bien, en el caso de los QFGMOS los divisores de voltaje para acoplar las entradas no dejan al nodo flotante, esto es la principal diferencia que tienen frente a los FGMOS. En vez de quedar flotado se crea una resistencia de gran valor que queda conectado a unnivel cercano a los rieles de alimentación, según el tipo de transistor (tipo N o tipo P). En la Figura 1 podemos observar el diagrama general de un transistor QFGMOS.


Figura . Diagrama eléctrico de un transistor QFGMOS
La ecuación (1) nos muestra la función que describe el voltaje en la compuerta quasi-flotante del transistor, esta resulta de un análisis eléctrico simple, la ecuación (2)...