ANÁLISIS DE CELDAS ANALÓGICAS BASADAS EN EL TRANSISTOR MOS DE COMPUERTA FLOTANTE PARA SU USO EN MUY BAJO VOLTAJE DE OPERACIÓN

Abstract

En la actualidad nos encontramos en la búsqueda de circuitos electrónicos que operen con voltajes por debajo de 1V . Esto debido a la gran aceptación que han tenido los dispositivos móviles, los cuales se alimentan con fuentes de alimentación de muy bajo voltaje. Además, actualmente se desarrolla investigación para obtener celdas electrónicas que funcionen con fuentes alternativas, como podrían ser celdas solares, fuentes eólicas, cinéticas, etc., en donde los voltajes entregados son muy pequeños. El contar con celdas de muy bajo voltaje de operación, abre el panorama para la implementación de una electrónica muy útil que encuentra aplicaciones interesantes en el diseño de circuitos electrónicos para bioelectrónica, sensores, móviles, etc., en donde a este tipo de electrónica se le exige cada vez menor voltaje de operación sin descuidar el desempeño del circuito. Por otro lado, el diseño de circuitos integrados analógicos ha progresado en gran medida y en muchas aplicaciones. La fabricación de circuitos integrados de gran escala (LSI, Long Scale Integrated) en modo digital, analógico y mixto utilizando tecnología CMOS estándar se ha requerido para el procesamiento de señales complejas. La construcción de bloques analógicos utilizando dicha tecnología son componentes clave para circuitos integrados de gran escala. Se ha tomado interés en diseñar a muy bajo voltaje de alimentación y de operación. Esto se ha convertido en un reto debido a una limitante, la dependencia de un voltaje de umbral (VTH) propio de la tecnología. En este aspecto, el transistor MOS de compuerta flotante de múltiples entradas (MI-FGMOS, Multiple-Input Floating Gate MOS) ha sido una opción viable debido a que permite la manipulación de manera aparente del voltaje de umbral. Con el fin de reducir las dificultades en el diseño analógico referente al voltaje de umbral, se ha propuesto el uso del transistor MI-FGMOS. Dicho dispositivo es una adaptación del transistor MOSFET convencional. En comparación con el MOSFET, el MI-FGMOS tiene varias compuertas de control con acoplamiento capacitivo. El uso del MI-FGMOS se ha utilizado en diversas aplicaciones deseando que se obtenga muy bajo voltaje de alimentación y de operación sin reducir el desempeño de las mismas. Por lo tanto, la parte fundamental de este trabajo es realizar la experimentación de celdas analógicas que utilizan el transistor MI-FGOS. Las celdas propuestas en estre trabajo para su estudio son un amplificador transconductor y un espejo de corriente. Dichas celdas se eligieron por la importancia que se tienen en los sistemas de circuitos analógicos, pero muchos de los conceptos aquí analizados son aplicables a otro tipo de celdas analógicas implementadas con MI-FGMOS. El objetivo de realizar las experimentaciones es comprobar que con el uso del transistor MI-FGMOS se reduce el voltaje de operación y mejora la linealidad en la señal de salida de las celdas implementadas.