مقایسه‌کننده حوزه زمان بالک-درایو با بهره ولتاژ به زمان بالا و توان مصرفی پایین

نویسندگان

1

2 دانشگاه تهران

3

4 دانشگاه شمال

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.