dc.contributor.advisor | Trond Ytterdal | |
dc.contributor.author | Alicia Marie Göbel | |
dc.date.accessioned | 2024-09-11T17:20:18Z | |
dc.date.available | 2024-09-11T17:20:18Z | |
dc.date.issued | 2024 | |
dc.identifier | no.ntnu:inspera:187577198:119588050 | |
dc.identifier.uri | https://hdl.handle.net/11250/3151540 | |
dc.description.abstract | Denne masteroppgaven dekker design av to ulike fullt differensielle strømspeilforsterkere
for In-probe ultralydavbildningssystemer. Begge forsterkerne er implementert
i 130nm CMOS-teknologi. Det første designet består av et inverterbasert
inngangstrinn og en NMOS strømspeilutgang. Det andre designet har
også et inverter-basert inngangstrinn, men med en PMOS strømspeilutgang.
For å analysere kretsene er det gjort hjørnesimuleringer, støy- og stabilitetsanalyser.
En kapasitiv last på 1pF brukes ved utgangen av forsterkeren i alle
simuleringene. Strømforsyningen er satt til 1.5V. For implementasjonen med
NMOS strømspeilutgang oppnås en forsterkning på 70.7dB og en unity-gain
frekvens på 582MHz. Den inngangsrefererte hvite støyen oppnår et resultat
på 4.46nV/Hz^0.5 for den typiske hjørnesimuleringen. I denne oppgaven vil
flimmerstøy ikke bli behandlet. Dette vil bli håndtert på systemnivå. En
fasemargin på 50.2° oppnås. Strømforbruket er 1.59mW. Spesifikasjonene for
forsterkning, unity-gain frekvens og støy oppnås i alle hjørner. Spesifikasjonene
for fasemargin oppnås ikke for alle hjørner.
For designet med PMOS strømspeilutgang viser simuleringen en forsterkning
på 65dB. Unity-gain frekvensen oppnår et resultat på 610MHz. Den inngangsrefererte
hvite støyen er 3.63nV/Hz^0.5, og fasemarginen er 56.8°. Strømforbruket
til implementasjonen er 2.43mW. Spesifikasjonene for forsterkning, unity-gain
frekvens, støy og fasemargin oppnås for alle hjørner. | |
dc.description.abstract | The design of two different fully-differential current-mirror amplifiers for Inprobe
Ultrasound Imaging Systems is covered in this master thesis. Both
amplifiers are designed in 130nm CMOS technology. The first design consists
of an inverter input stage and a NMOS current-mirror output. The second
design is also an inverter input stage but with a PMOS current-mirror output.
Corner simulations, noise and stability analysis are done for analysing the
circuits. A capacitive load of 1pF is used at the output of the amplifier for all
simulations. The power supply is set to 1.5V. For the design with a NMOS
current-mirror output, a gain of 70.7dB and a unity-gain frequency of 582MHz
is reached. The input-referred white noise achieves a result of 4.46nV/Hz^0,5 for
the typical corner simulation. In this thesis flicker noise will not be dealt with.
This will be handled on system level. A phase margin of 50.2° is received. The
power consumption is 1.59mW. Over all corners, gain, unity-gain frequency
and noise specifications can be achieved. The specifications for the phase
margin can not be achieved over all corner.
For the design with the PMOS current-mirror output, the simulation shows
a gain of 65dB. The unity-gain frequency achieves a result of 610MHz. The
input-referred white noise is 3.63nV/Hz^0,5 and the phase margin is 56.8°. The
power consumption of the design is 2.43mW. Over all corners the gain, unitygain
frequency, noise and phase margin specifications can be achieved. | |
dc.language | eng | |
dc.publisher | NTNU | |
dc.title | Design of a fully-differential amplifier in 130nm technology for In-Probe Ultrasound Imaging Systems | |
dc.type | Master thesis | |