A process insensitive NMOS operational amplifier

Tsividis, Y.; Fraser, D.L.

doi:10.1109/isscc.1979.1155989

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“…Process variation in the form of variation can be compensated by using a number of circuit techniques such as adding a tuning sub-circuit [13]. Since the design and fabrication of SiC JFET based circuits are in an early stage, the aim of this paper is to avoid complexity and employ a minimum number of transistors.…”

Section: A Device Characteristics For Designmentioning

confidence: 99%

“…The fabrication technology for SiC devices and more specifically SiC JFET transistors and differential pairs is still evolving; therefore, the design should accommodate the currently larger tolerances for devices. The small signal differential gain equation of the diffamp is presented in (13) and (14):…”

Section: A Differential Amplifier With Enhanced Cascoded Loadmentioning

confidence: 99%

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The Design of an Operational Amplifier Using Silicon Carbide JFETs

Maralani

Mazzola

2012

IEEE Trans. Circuits Syst. I

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Superior performance of the Silicon Carbide (SiC) semiconductor in high temperature and harsh environment is widely known. However, utilizing the Vertical Channel 4H-SiC JFET (SiC JFET) for analog design exhibits significant design challenges, even at room temperature. The fundamental challenges are low intrinsic gain, the limitation of the Gate to Source Voltage Range (GSVR), and restrictions on utilizing Channel Length (CL) as a design parameter due to fabrication complexity. These challenges must be successfully overcome at room temperature, before moving towards high temperature design. The main objective of this paper is to establish a design base, overcome the challenges, demonstrate the feasibility, and present a novel all SiC JFET based operational amplifier (opamp) that addresses overall performance at room temperature. Before attempting design, Enhancement Mode (EM) and Depletion Mode (DM) SiC JFETs are characterized, analyzed, and modeled for simulation. A unique and reliable four stage opamp configuration is presented that takes design requirements into account, uses threshold voltage in place of CL as a design parameter, and employs gain enhancing design techniques while achieving maximum obtainable frequency response. The final opamp is fabricated and tested and shown to have 66.7 dB DC gain and 5.71 MHz unity gain frequency.

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Section: A Device Characteristics For Designmentioning

confidence: 99%

Section: A Differential Amplifier With Enhanced Cascoded Loadmentioning

confidence: 99%

The Design of an Operational Amplifier Using Silicon Carbide JFETs

Maralani

Mazzola

2012

IEEE Trans. Circuits Syst. I

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“…Averaged circuit models have also been developed for the analysis of switched capacitor filters. In particular, the paper [Tsividis, 1979] illustrates the replacement of a capacitor and switch pair by a simple resistor.…”

Section: Appendix Amentioning

confidence: 99%

Chaos in the buck converter

Olivar

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Esta tesis estudia el fenómeno del caos en las ecuaciones que modelan un convertidor buck con control PWM. Desde el punto de vista matemático, contribuye al estudio de los sistemas lineales a trozos tridimensionales, con émfasis en las perspectivas geométrica y de cálculo numérico. Se consiguen resultados analíticos pero, finalmente, deben emplearse métodos numéricos para calcular efectivamente las órbitas periódicas, bifurcaciones, variedades invariantes y cuencas de atracción. Desde el punto de vista de la ingeniería, esta tesis contribuye, por una parte, a dilucidar ciertas cuestiones acerca del comportamiento observado en el circuito electrónico experimental, y por otra parte, plantea nuevas preguntas que debe responder la comunidad científica dedicada a la ingeniería. Entre ellas, la búsqueda experimental de fenómenos secundarios detectados en las simulaciones numéricas y la posibilidad de implementar algunos de los métodos de control de caos deducidos en un prototipo experimental. El capítulo 2 resume la información básica sobre convertidores conmutados de corriente contínua, y también sobre qué tipo de comportamiento cabe esperar de un sistema dinámico no lineal. Se discuten las referencias más relevantes sobre circuitos no lineales, y en concreto, las que atañen a circuitos caóticos en electrónica de potencia. Los sistemas de ecuaciones diferenciales lineales a trozos con dos topologías se introducen en el capítulo 3. Como caso particular, se dan las ecuaciones que rigen la dinámica del convertidor buck con control PWM, y se establecen algunas propiedades básicas de las soluciones. La técnica general para obtener órbitas periódicas se particulariza para las soluciones T-periódicas y 2T-periódicas, y se establecen resultados para algunos tipos específicos de las nT-periódicas. En el capítulo 4 se detalla el análisis de la aplicación estroboscópica. Este capítulo está orientado geométricamente, aunque el cálculo numérico es también imprescindible para obtener resultados específicos. Se halla también una región de atrapamiento para el sistema, en la cual se encuentra una aplicación de tipo horseshoe. La herramienta principal de este capítulo es la continuidad de la aplicación de Poincaré asociada, que permite deducir analíticamente como se transforman las diferentes regiones del espacio de fases. El capítulo 5 está dedicado a las bifurcaciones secundarias halladas conjuntamente con el atractor principal. En este capítulo, el cálculo numérico es esencial para hallar los diagramas de bifurcaciones, las variedades invariantes y las cuencas de atracción. Como las soluciones son conocidas analíticamente a trozos, los algoritmos se benefician de ello en rapidez y sencillez. Se encuentran bifurcaciones suaves y no suaves. Se dan también expresiones exactas para los multiplicadores característicos, lo cual representa una gran ventaja cuando se calculan las bifurcaciones. El capítulo 6 se aparta ligeramente del espíritu general de la tesis. En lugar de describir el comportamiento caótico del sistema, se sugieren algunos métodos de control de caos y se simulan éstos para comprobar si producen los efectos deseados. En concreto, se dan tres opciones: primero, se concreta el método OGY para las ecuaciones del convertidor buck ; segundo, se sugieren varios esquemas de control de realimentación con retardos, y tercero, se propone un método de control de lazo abierto. El control del comportamiento caótico en este circuito es importante, puesto que reduce el rizado de salida y por tanto, amplia el rango operacional del convertidor. Algunas sugerencias para seguir el estudio de estos sistemas dinámicos se dan en el capítulo 7. Algunas simulaciones se han hecho con una versión suavizada del sistema de ecuaciones diferenciales con el software standard AUTO. También se proponen aproximaciones de la aplicación de Poincaré, que pueden proporcionar un tratamiento más analítico y simulaciones más rápidas.

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EOS Endurance Power Circuits without Depletion Mode Devices

Huang

Lee

et al. 2022

2022 IEEE International Conference on Consumer Electronics - Taiwan

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A process insensitive NMOS operational amplifier

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The Design of an Operational Amplifier Using Silicon Carbide JFETs

The Design of an Operational Amplifier Using Silicon Carbide JFETs

Chaos in the buck converter

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