Doğrusal-db Kontrollü Geniş Bantlı Cmos Degişken Kazançlı Kuvvetlendirici

Abstract

Bu çalışmada, katlanmış Gilbert hücresi kullanılarak sabit bant genişlikli CMOS VGA hücresi tasarlanmıştır. Bu yapıda kazanç giriş transistörlerinin geçiş iletkenlikleri ile kontrol edilmektedir. Diğer bir yandan çıkış empedansı değişmemektedir bu yüzden de VGA’nın bant genişliği sabittir. Bant genişliğini artırmak için MOS-L yapısı kullanılmıştır. CMOS teknolojilerde transistorlar üstel karakteristiğe sahip değillerdir. Bu yüzden, doğrusal-dB kazanç karakteristiği elde etmek için Taylor serisi yaklaşım metodu kullanılmıştır. Taylor serisi yaklaşım metodu kullanılarak bir üstel akım üretici devresi tasarlanmıştır. Önerilen VGA devresinin kazanç seviyesini artırmak için üç tane kuvvetlendirici kullanılmıştır. Devre gerçeklemesi Spectre devre simülatörü kullanılarak yapılmıştır. Benzetimler UMC 0.13µm CMOS teknolojisi model parametreleri temel alınarak yapılmıştır. Tasarlanan VGA 21 dB doğrusal kazanç aralığına ve 3 GHz sabit 3-dB band genişliğine sahiptir.

In this study, a VGA core is designed to obtain constant bandwidth with respect to the control voltage using the folded Gilbert cell. In this structure, gain is controlled by the transconductances of the input transistors. On the other hand, the output impedance does not change so the bandwidth of the VGA is constant. The MOS-L structure as a bandwidth extension load is used to increase bandwidth of the circuit. In CMOS technology, devices do not have an exponential characteristic. Therefore, Taylor series approximation method is used to obtain linear-in-dB gain characteristic. An exponential current generator circuit is designed using Taylor series approximation method of exponential function. To increase the gain level of the proposed VGA, three post amplifier circuits are used. Spectre circuit simulator was used as the simulator. Circuit was verified by using UMC 0.13µm CMOS process. The designed VGA has 21 dB-in-linear gain range and 3 GHz constant 3-dB bandwidth.