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Nested Miller Compensation topologies: analysis, comparison, design and new solutions

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CHAPTER 1 Introduction 3 1.1 Scaling impact on analog performance For most of today’s mixed-signal designs - and particularly in classical analog design - the processed signal is represented by a voltage difference, so that the supply voltage determines the maximum signal. Decreasing supplies, as consequence of constant-field scaling, means decreasing the maximum achievable signal level. This has a strong impact on mixed-signal product development for SOC solutions. Typical development time for new mixed-signal parts is much longer than for digital and memory parts; sheer lack of design resources thus becomes another key challenge. An ideal design process would reuse existing mixed-signal designs and adjust parameters to meet interface specifications between a given SOC and the outside world, but such reuse depends on a second type of MOSFET that does not scale its maximum operating voltage [3]. Although the analog transistor properties do not really get worse when comparing them at identical bias conditions, lower supply voltages require biasing at lower operating voltages which results in worse transistor properties, and hence yield circuits with lower performance [7], [14]. Fig. 1.1 shows the power increase of a unity-gain voltage buffer with fixed topology and performance implemented using different technologies [7]. It is apparent that for a given power budget the performance drops when migrating to newer technologies. Let us briefly better explain the results of Fig. 1.1 from a quantitative point of view. Assume that we want to maintain constant both the dynamic range and the bandwidth of a generic voltage amplifier driving a capacitive load C. Denoting with
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Informazioni tesi

  Autore: Alfio Dario Grasso
  Tipo: Tesi di Dottorato
Dottorato in Ingegneria elettronica ed automatica
Anno: 2006
Docente/Relatore: Pennisi Salvatore
Istituito da: Università degli Studi di Catania
Dipartimento: DIEES
  Lingua: Inglese
  Num. pagine: 180

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Parole chiave

ota
stability
amplifier design
analog integrated circuits
feedback amplifier
cmos
multistage amplifier
frequency compensation

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