Techniques de conception de circuits analogiques basse tension

Le fonctionnement des circuits à basses tensions est une pratique couramment adoptée car de plus en plus d'appareils sont conçus pour la mobilité, ce qui nécessite une faible consommation d'énergie. Cependant, un inconvénient du fonctionnement des circuits analogiques à basses tensions est la dégradation des performances du circuit et les variations de tension subies pendant le fonctionnement. Les techniques de conception de circuits analogiques basse tension sont considérées comme les meilleures alternatives pour faire fonctionner des circuits basse tension de manière efficace et adaptée aux environnements basse tension.

Approche Self-Cascode (auto-cascode)

C'est là que 2 MOSFET sont placés l'un au-dessus de l'autre pour augmenter le gain du circuit. C'est nécessaire car à mesure que les dispositifs rétrécissent, l'impédance de sortie devient plus petite, ce qui mène finalement à un gain beaucoup plus faible. L'approche Self-Cascode a cependant l'inconvénient de réduire l'amplitude du signal de sortie. Cela peut être contré en polarisant les transistors pour éviter la variation de tension de sortie.

Utilisation de MOSFET à grille flottante (Floating Gate MOSFETs)

Les MOSFET à grille flottante (FG MOSFET) sont couramment utilisés dans les designs analogiques comme éléments de mémoire. Leur application dans les designs de circuits analogiques basse tension est améliorée par la capacité d'ajuster leurs tensions de seuil. Ces dispositifs sont utilisés pour concevoir des structures de circuits fonctionnant à des tensions d'alimentation ultra-faibles. En établissant les bonnes conditions sur les bornes du FG MOSFET, une impédance de sortie inférieure à l'impédance de fonctionnement du MOSFET peut être développée, ce qui peut à son tour être utilisé dans les designs de circuits basse tension.

Approche du décalage de niveau (Level Shifter)

C'est là où les MOSFET fonctionnent soit en mode saturation, soit dans la région de sous-seuil. Le courant de polarisation détermine le régime opérationnel. Si le courant de polarisation est assez bas, le MOSFET fonctionnera dans la région de sous-seuil et s'il est assez haut, le MOSFET basculera et fonctionnera en mode saturation.

Utilisation de cellules analogiques basse tension

Les circuits analogiques peuvent être décomposés pour inclure un certain nombre de sous-circuits appelés cellules analogiques. Ces cellules analogiques ont des propriétés qui peuvent déterminer les caractéristiques de la structure de circuit résultante. Ces cellules analogiques peuvent être conçues pour fonctionner à basses tensions, ce qui permet à leur tour de faire fonctionner des designs de circuits analogiques basse tension. Les structures utilisant des cellules analogiques sont hautement performantes et de nature modulaire.