Author(s):
Rui Martins 
; G. Schrom
Date: 2013
Origin: Electrónica e Telecomunicações
Subject(s): operational amplifiers; analog circuits; supply voltages; operational amplifiers; analog circuits; supply voltages
Document details
On the Limit of Operational Amplifiers’ Supply Voltage
Description
Power-supply and threshold voltages are getting smaller at every technology node. The impact of this reduction in the main building block of analog circuits, the operational amplifier, is studied. In order to develop a technology which is not yet available, extensive Technology CAD (TCAD) simulations are performed. After process optimization based upon digital circuit objectives, the resulting transistor models are used to build a rail-to-rail (both at input and output) operational amplifier that can operate from a supply voltage as low as 0.5 V. The resultssuggest that the amplifier’s performance is similar to whatwe can obtain today at much higher supply voltages (for thesame power consumption). O trabalho apresentado neste artigo analisa o impacto da contínua redução das tensões de alimentação e de threshold dos transístores MOSFET nos circuitos analógicos.O estudo incide sobre o amplificador operacional, blocoprincipal dos sistemas analógicos, e procura estimar qual será o valor mínimo admissível da sua tensão de alimentação. Para ultrapassar o facto de ainda não existirem tecnologias comerciais optimizadas para 0.5 V, utilizando simuladores de processo e de dispositivos, foi desenvolvida uma tecnologia “virtual” que cumpre essa meta. Com base nesta tecnologia é apresentado um amplificador operacional rail-to-rail que, segundo os resultados das simulações, tem um desempenho similar ao que hoje pode ser obtido (para a mesma potência consumida).
Power-supply and threshold voltages are getting smaller at every technology node. The impact of this reduction in the main building block of analog circuits, the operational amplifier, is studied. In order to develop a technology which is not yet available, extensive Technology CAD (TCAD) simulations are performed. After process optimization based upon digital circuit objectives, the resulting transistor models are used to build a rail-to-rail (both at input and output) operational amplifier that can operate from a supply voltage as low as 0.5 V. The resultssuggest that the amplifier’s performance is similar to whatwe can obtain today at much higher supply voltages (for thesame power consumption). O trabalho apresentado neste artigo analisa o impacto da contínua redução das tensões de alimentação e de threshold dos transístores MOSFET nos circuitos analógicos.O estudo incide sobre o amplificador operacional, blocoprincipal dos sistemas analógicos, e procura estimar qual será o valor mínimo admissível da sua tensão de alimentação. Para ultrapassar o facto de ainda não existirem tecnologias comerciais optimizadas para 0.5 V, utilizando simuladores de processo e de dispositivos, foi desenvolvida uma tecnologia “virtual” que cumpre essa meta. Com base nesta tecnologia é apresentado um amplificador operacional rail-to-rail que, segundo os resultados das simulações, tem um desempenho similar ao que hoje pode ser obtido (para a mesma potência consumida).
Document Type
Article
Language English
Editor(s) ;
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