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

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CHAPTER 1 Introduction 5 [15]. Since matching is reported to scale down with oxide thickness [3] and the power constraints due to matching are several orders of magnitude higher than for thermal noise [9], the power penalty due to the use of a newer technology is much more noticeable in these cases and becomes a serious problem in sub-90-nm technologies, where for large area (long) transistors mismatch will be dominated by gate leakage mismatch which puts a new upper limit on achievable matching performance. Increasing area does not automatically improve matching anymore except if increased power consumption is accepted (or by using active cancellation techniques) [7]. It follows that long transistors cannot be usefully applied anymore in ultra deep submicron technologies. Another important issue regards the transistor voltage gain. Figure 1.2 shows the transistor voltage gain, following from nonlinearly interpolated measurements, under the assumption that the quiescent V DS and the signal swing are decreased proportionally to the nominal supply voltage at a constant transistor length [7]. A significant reduction in transistor voltage gain is observed for scaled processes. With this scaling scenario, higher harmonic components may increase in amplitude despite the smaller signal level. The voltage gain degradation can only be compensated at circuit level by gain- boosting techniques [16], [17]. These, however, are harder to fit within decreasing supply voltages, since they require cascoding. Indeed, a cascode amplifier presents a swing loss of about 2V GS + V DS which critically affects the maximum achievable range of signal amplification [10]-[13]. Low threshold voltages CMOS technologies may be used to mitigate the voltage swing limitations, but economic and
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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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ota
stability
amplifier design
analog integrated circuits
feedback amplifier
cmos
multistage amplifier
frequency compensation

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