استخراج روابط میان پارامترهای مداری به کمک الگوریتم ژنتیک چند هدفه برای طراحی تقویت کننده های عملیاتی مجتمع با جبرانسازی غیرخطی

Abstract

در این مقاله یک تقویت کننده عملیاتی دوطبقه با تکنیک بافر جریان سری با خازن میلر برای کاربردهایی با پهنای باند چند صد مگاهرتز طراحی و بهینه سازی شده است. در اینجا برای کاهش سطح سیلیکون اشغالی، خازن جبرانسازی را با خازن ترانزیستوری جایگزین کرده‌ایم. برای برطرف کردن مشکلات بکارگیری خازن ترانزیستوری از الگوریتم بهینه‌سازی استفاده شده است و همچنین با استفاده از روش پیشنهادی رابطه‌ تحلیلی از جواب‌های بهینه شده استخراج نموده‌ایم. روابط بدست آمده نشان می‌دهد که در بهترین حالت چه مصالحه‌ای بین حاشیه فاز، توان مصرفی و پهنای باند بهره-واحد وجود دارد. با توجه به امکانات موجود در تراشه، این روابط به طراح کمک می‌کند بهینه‌ترین طراحی را برای تقویت کننده عملیاتی داشته باشد. تقویت کننده دوطبقه طراحی شده به روش جبرانسازی میلر با بافر جریان و با تکنولوژی 0.18 میکرومتر طراحی شده است. این تقویت کننده دارای بار خازنی به اندازه 1 پیکوفاراد می باشد، بهره‌ای فرکانس پایین آن بیش از 70 دسی بل، پهنای باند بهره-واحد 680 مگاهرتز، حاشیه فاز 65 درجه و آهنگ‌گردش آن350 V/µs است. این درحالی است که اندازه توان مصرفی برابر با 900 میکرو وات و ولتاژ تغذیه 8/1 ولت می باشد. با استفاده از این روش بهبود 34 درصد در پهنای باند حاصل شده است و همچنین اندازه خازن جبران سازی را می توان تقریبا به یک سوم کاهش داد.