LCD kolon sürücüleri için beslemeden-beslemeye CMOS gerilim tampon tasarımı
Rail-to-rail CMOS voltage buffer design for LCD column drivers
Yazar: FESTİM OSMANİ
Danışman: PROF. DR. İSMAİL KIYAK
Marmara Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Elektrik ve Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering

Özet:
LCD cihazların geniş bir kullanım alanı vardır ve televizyonlarda, araç navigasyon sistemlerinde, bilgisayar monitörlerinde ve diğer elektronik cihazlarda bulunabilir. LCD'lerde sütun sürücüleri, yüksek hıza, düşük güç tüketimine ve yüksek çözünürlüğe katkıda bulundukları için kritik öneme sahiptir. Diğer bir anahtar blok olan Buffer Amplifiers, tek bir çip üzerinde yüksek sayılarda kullanıldığından, her bir arabellek tarafından işgal edilen alan miktarı, diğer arabelleklerin aynı çipe entegre edilmesine izin verirken aynı zamanda en düşük statik güç tüketimini sağlayacak kadar küçük tutulmalıdır. Bir LCD sütun sürücüsündeki arabellek sayısı yeterince büyük olsa bile, düşük güç kaybı sağlamak için yeterince küçük tutulması gereken hareketsiz akım, Tampon Yükselteçlerin en önemli yönlerinden biridir. Tamponların raydan raya gerilimi ve düşük çıkış empedansını sürme yeteneği de önemli niteliklerdir.
B Sınıfı ve AB Sınıfı, kısa bir yerleşme süresine ve düşük güç tüketimine katkıda bulundukları için literatürde açıklanan çeşitli tampon yükselteçlerde yaygın olarak kullanılmaktadır. Bu tezin amacı, giriş aşamasında bir diferansiyel FVF devresi ve daha az transistör kullanan basitleştirilmiş bir devre topolojisi ile bir CMOS voltaj tamponu oluşturmaktır. Ana simülasyonlar, 0.35 µm teknoloji parametreleriyle LTSpice'de çalıştırılır ve devre düzeni Microwind'de tasarlanır. Voltaj tampon yükselteçlerinin kısıtlamaları ve özellikleri nedeniyle, devrenin giriş kısmı büyük bir giriş empedansına ve düşük bir çıkış empedansına sahip olacak şekilde tasarlanmıştır. Tampon, DC, AC, Transient, FOM ve Monte Carlo dahil olmak üzere çeşitli yöntemler kullanılarak teste tabi tutulur.

Abstract:
LCD devices have a wide range of uses and can be found in televisions, car navigation systems, computer monitors, and other electronic devices. In LCDs, column drivers are critical because they contribute to high speed, low power consumption, and high resolution. Because Buffer Amplifiers, another key block, are utilized in high numbers on a single chip, the amount of space occupied by each buffer must be maintained small enough to allow other buffers to be integrated into the same chip while also achieving the lowest static power consumption. The quiescent current, which must be kept modest enough to provide low power dissipation even if the number of buffers on an LCD column driver is large enough, is one of the most important aspects of Buffer Amplifiers. Buffers' ability to drive rail-to-rail voltage and low output impedance are also significant attributes.
Class-B and class-AB are commonly employed in various buffer amplifiers described in the literature because they contribute to a short settling time and low power consumption. The goal of this thesis is to create a CMOS voltage buffer with a differential FVF circuit at the input stage and a simplified circuit topology that uses fewer transistors. The major simulations are run in LTSpice with the 0.35 um technology parameters, and the circuit layout is designed in Microwind. Because of the restrictions and specifications of voltage buffer amplifiers, the input part of the circuit is designed to have a large input impedance and a low output impedance. The buffer is put to the test using a variety of methods, including DC, AC, Transient, FOM, and Monte Carlo.