FGMOS transistor kullanılması ile analog devre tasarımında yeni olanaklar
New possibilities in analog circuit design by using FGMOS transistors
Yazar: SİNEM KELEŞ
Danışman: PROF. DR. HULUSİ HAKAN KUNTMAN
İstanbul Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Elektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Elektronik Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2013
Konu: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering

Özet:
Günümüz elektroniğinde her ne kadar sayısal uygulamalar ön plana çıkmış gibi gözükse de analog yapılar da önemini sürdürmektedir. Bunun başlıca nedeni doğadaki işaretlerin analog olması ve analog devrelerin dış dünya ile sayısal devreler arasında bir köprü oluşturmasıdır. Bu nedenle analog ve sayısal devreler birlikte kullanılarak günümüzün elektronik cihazları üretilmekte, yüksek başarımlı sayısal devrelerle uyum sağlayabilecek analog devrelerin tasarımı büyük önem kazanmaktadır. Bu tezde de analog devre tasarımında FGMOS transistor kullanılmasının getirdiği olanaklar üzerinde çalışılmıştır.
Tezde, FGMOS transistorlar kullanarak, topolojisi daha basit hale getirilmiş, işaret işlemenin basitleştirildiği ve efektif eşik geriliminin uygun çalışma bölgesine göre ötelenmesi ile daha geniş bir giriş işareti aralığı için kutuplanan analog devre blokları tasarlanmıştır. FGMOS transistorların aritmetik işlemleri gerçekleştirmede getirdiği basitlik sayesinde kullanılan transistor sayısı azalmış, aynı zamanda yine FGMOS fark kuvvetlendirici yapısının lineerliği iyileştirme özelliği sayesinde giriş işareti salınımı artmış ve gerilim izleme özelliği de iyileşmiştir.

Abstract:
In recent years, digital signal processing has progressively supplanted analog signal processing in chip design. This is due to it having lower development costs, better precision performance and dynamic range, as well as being easier to test. The role of analog circuits has been mostly restricted to electronic applications of interfacing digital systems to the external world. Nevertheless, when precise computation of numbers is not required (as is the case in systems designed for perception of a continuously changing environment), and massively parallel collective processing of signals is needed, low precision analog VLSI (very large scale integration) has proven to be more convenient than digital in terms of cost, size and/or power consumption.
In recent years mixed signal application-specific integrated circuits (ASICs) have become increasingly popular. The cooperative coexistence of analog and digital circuits is very beneficial since they compensate for each other?s weaknesses. Hence, although in many aspects digital electronics is superior, in reality it requires a symbiotic relationship with analog.
In this thesis, analog circuit blocks are designed with reduced circuit complexity, simplified signal processing and biasing point in the most appropriate operating region for a wider range of input signals by using FGMOS transistors. By using FGMOS transistors both the input stage of the circuit providing the arithmetic calculations gets simpler also the linearity range and voltage following characteristics are improved due to the properties of FGMOS differential amplifier.