مقایسهکننده حوزه زمان بالک-درایو با بهره ولتاژ به زمان بالا و توان مصرفی پایین
نویسندگان
1 دانشجوی دکتری، گروه مهندسی برق، واحد مشهد، دانشگاه آزاد اسلامی، مشهد، ایران
2 استادیار، گروه مهندسی برق، واحد مشهد، دانشگاه آزاد اسلامی، مشهد، ایران
3 استادیار، گروه مهندسی برق، واحد مشهد، دانشگاه آزاد اسلامی، مشهد، ایران
4 دانشیار، گروه مهندسی برق، واحد مشهد، دانشگاه آزاد اسلامی، مشهد، ایران
doi
چکیده
در این مقاله یک مقایسه کننده حوزه زمان برای کار در ولتاژهای تغذیه بسیار کم، برای کاربرد در مدارهایی که حداکثر تغییرات ولتاژ مشترک ورودی مقایسهکننده، نصف ولتاژ تغذیه است، ارائه شده است. در مقایسهکننده پیشنهادی، یک المان تاخیر جدید با بهره تاخیر-ولتاژ بسیار بالا پیشنهاد شده است. هدف از طراحی این مقایسهکننده دستیابی به بهره تاخیر-ولتاژ بالا در المان تاخیر است که منجر به افزایش دقت مقایسهکننده و همچنین کاهش چشمگیر توان مصرفی و مساحت اشغالی نسبت به مقایسهکنندههای حوزه زمان رایج میشود. ایده اصلی این کار، به کارگیری مفهوم ناحیه زیر آستانه ترانزیستور و همچنین استفاده از ولتاژ بالک ترانزیستور به عنوان ورودی مقایسهکننده، میباشد. مقایسهکننده پیشنهادی در تکنولوژی 0.18µm TSMC و در ولتاژ تغذیه 1V شبیه سازی شده است که با توجه به کاربرد مورد نظر، ولتاژ تغذیه را میتوان تا حدود 0.4V نیز کاهش داد. نتایج شبیه سازیها نشان میدهد که مقایسهکننده پیشنهادی در ولتاژ 1V و با فرکانس 2.5MHz توان مصرفی حدود 250nW دارد. ضریب شایستگی 0.1µW/MHz نشان دهنده عملکرد مناسب مقایسهکننده پیشنهادی میباشد. همچنین مقایسه گر پیشنهادی مقاومت خوبی نسبت به تغییرات تکنولوژی دارد و بر اساس شبیه سازی مونت کارلو انجام شده، میزان آفست این مقایسهکننده 2.8mV محاسبه شده است.