Aplicación de la programación geométrica en el diseño de amplificadores operacionales integrados en tecnología cmos

En este proyecto se diseñan tres topologías de amplificadores operacionales, usando programación geométrica para automatizar el proceso de diseño y optimizar el desempeño de loscircuitos. La tendencia de la electrónica moderna es integrar en un mismo chip sistemas electrónicoscompletos, que incluyen...

Full description

Autores:
Cabrera Salas, Dwight José
Oliveros Hincapie, Jorge Armando
Tipo de recurso:
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Fecha de publicación:
2006
Institución:
Universidad Industrial de Santander
Repositorio:
Repositorio UIS
Idioma:
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OAI Identifier:
oai:noesis.uis.edu.co:20.500.14071/18430
Acceso en línea:
https://noesis.uis.edu.co/handle/20.500.14071/18430
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Palabra clave:
Programación geométrica
Amplificadores operacionales
Metodologías de diseño
Automatización y optimización de
Geometric programming
Operational amplifiers
Design methodologies
automated Design
Rights
License
Attribution-NonCommercial 4.0 International (CC BY-NC 4.0)
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description En este proyecto se diseñan tres topologías de amplificadores operacionales, usando programación geométrica para automatizar el proceso de diseño y optimizar el desempeño de loscircuitos. La tendencia de la electrónica moderna es integrar en un mismo chip sistemas electrónicoscompletos, que incluyen simultaneamente circuitos digitales y analógicos. El diseño de laparte digital de estos sistemas está altamente automatizado por la existencia y el desarrollode herramientas CAD, sin embargo la parte analógica del circuito representa el punto críticoen el proceso de diseño, pues la complejidad del problema de diseño analógico hacen de ésteun proceso intuitivo y de mucha creatividad pero dispendioso en tiempo. La industria de lossemiconductores demanda el desarrollo de metodologías de diseño que puedan ser aplicadaseficientemente en el diseño de complejos circuitos de señal mezclada. Una alternativa de diseño de circuitos integrados analógicos, es representar el diseño como un problema de optimización matemática conocido como programación geométrica. Lasventajas de resolver un programa geométrico son la obtención del óptimo global, muy alta develocidad de convergencia y la posibilidad de automatizar el diseño. El principal inconveniente de este enfoque, es que no todos los parámetros o ecuaciones que caracterizan un circuitoson compatibles con la forma del problema de optimización; además, se requieren modelosespeciales para el transistor que involucran error entre los resultados de optimización y elcomportamiento mostrado por el circuito en simulación. Este proyecto estudia y aplica todas las etapas del diseño analógico usando programacióngeométrica, además se proponen soluciones para las principales limitantes de diseño. Losresultados son verificados en tres configuraciones típicas de amplificadores operacionales, para los cuales se desarrolló una herramienta que permite realizar diseños automáticamente.
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El diseño de laparte digital de estos sistemas está altamente automatizado por la existencia y el desarrollode herramientas CAD, sin embargo la parte analógica del circuito representa el punto críticoen el proceso de diseño, pues la complejidad del problema de diseño analógico hacen de ésteun proceso intuitivo y de mucha creatividad pero dispendioso en tiempo. La industria de lossemiconductores demanda el desarrollo de metodologías de diseño que puedan ser aplicadaseficientemente en el diseño de complejos circuitos de señal mezclada. Una alternativa de diseño de circuitos integrados analógicos, es representar el diseño como un problema de optimización matemática conocido como programación geométrica. Lasventajas de resolver un programa geométrico son la obtención del óptimo global, muy alta develocidad de convergencia y la posibilidad de automatizar el diseño. El principal inconveniente de este enfoque, es que no todos los parámetros o ecuaciones que caracterizan un circuitoson compatibles con la forma del problema de optimización; además, se requieren modelosespeciales para el transistor que involucran error entre los resultados de optimización y elcomportamiento mostrado por el circuito en simulación. Este proyecto estudia y aplica todas las etapas del diseño analógico usando programacióngeométrica, además se proponen soluciones para las principales limitantes de diseño. Losresultados son verificados en tres configuraciones típicas de amplificadores operacionales, para los cuales se desarrolló una herramienta que permite realizar diseños automáticamente.PregradoIngeniero ElectrónicoIn this project three op-amps topologies are designed using geometric programming inorder to automate the design process and to optimize the circuit performance. The tendency in electronic is to integrate in the same chip complete electronic systems,that include digital circuits and analogical simultaneously. The design of the digital partof these systems is highly automated by the existence and the development of CAD tools,nevertheless the analogic part of the system represents the bottleneck in the design process.The problem complexity of analog design makes this one a process intuitive, creative but timeexpensive. Semiconductor industry demands the development of design methodologies thatcan efficiently be applied in the design of complex mixed signal circuits. An alternative to design analog integrated circuits correspond to represent the design asa mathematical optimization problem known as geometric programming. The advantages to solve a geometric program are: the global optimum is always achieved, very high convergence to obtain the solution, in addition it offers the possibility of automating the design. The maindisadvantage of this approach, is that all the parameters or equations that characterize acircuit are not compatible with the form of this optimization problem; in addition, specialtransistor models are required. This models adds error to the design and discrepancy between the optimization problem solution and Hspice verification arise. This project studies and applies all the stages of the analog design using geometric programming, in addition solutions for the main sources of error are proposed. The design resultsare verified in three typical op-amps configurations, for which a tool was developed that allows to make designs automatically.application/pdfspaUniversidad Industrial de SantanderFacultad de Ingenierías FisicomecánicasIngeniería ElectrónicaEscuela de Ingenierías Eléctrica, Electrónica y TelecomunicacionesProgramación geométricaAmplificadores operacionalesMetodologías de diseñoAutomatización y optimización deGeometric programmingOperational amplifiersDesign methodologiesautomated DesignAplicación de la programación geométrica en el diseño de amplificadores operacionales integrados en tecnología cmosApplication of geometric programming in the design of integratedcmos operationalTesis/Trabajo de grado - Monografía - Pregradohttp://purl.org/coar/resource_type/c_7a1fhttp://purl.org/coar/version/c_b1a7d7d4d402bcceORIGINALDocumento.pdfapplication/pdf1887924https://noesis.uis.edu.co/bitstreams/aee45170-1b70-4fbb-aa69-83a0bf8f338c/downloada387d921b2fb9185f8a1611c3a79396aMD51Nota de proyecto.pdfapplication/pdf889824https://noesis.uis.edu.co/bitstreams/a49d2aae-2c77-4a59-ba1f-1784cfa4a080/download3144e14431da09805c43eba08c684769MD5220.500.14071/18430oai:noesis.uis.edu.co:20.500.14071/184302024-03-03 11:06:44.379http://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/open.accesshttps://noesis.uis.edu.coDSpace at UISnoesis@uis.edu.co

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