Dise˜no de amplificadores CMOS usando gm=ID, y su uso como un sistema de primer orden

En este trabajo se presenta el an´alisis y dise˜no de amplificadores diferenciales CMOS usando la aproximaci´on de primer orden y dimensionando los transistores con la metodolog´ıa gm=ID. Se muestra el dise˜no de cuatro amplificadores usando par´ametros de una tecnolog´ıaCMOS 130 nm, y mediante simulaci´on spice se verifican conceptos b´asicos de desempe˜no y el cumplimiento de especificaciones. La comparaci´on del desempe˜no de los amplificadores dise˜nados, en la s´ıntesis de un filtro activo pasa-bajas, se hace para mostrar que los par´ametrosfundamentales de desempe˜no de cada amplificador, afecta el desempe˜no esperado del circuito bajo dise˜no, mostrando que el amplificadorCMOS no es de prop´osito general sino que la aplicaci´on aprovecha las caracter´ısticas del amplificador o, alternativamente, el amplificador sedise˜na para satisfacer los requerimientos de la aplicaci´on. Finalmente, si bien cada arquitectura se dimensiona usando las mismas especificacionesgenerales de desempe˜no, tambi´en es verdad que cada una presenta un desempe˜no global espec´ıfico y ´unico. Estas diferencias puedenobtenerse y entenderse con simulaci´on spice, toda vez que se usan adecuadamente los recursos de la herramienta de simulaci´on. Todos losresultados obtenidos son a temperatura ambiente. Descriptores: Circuitos electr´onicos para procesamiento de se´nales; CMOS; circuitos integrados; MOSFET; metodolog´ıa gm=ID. This paper presents the analysis and design of CMOS differential amplifiers using the first-order approach and sizing the transistors with thegm=ID methodology. The design of four amplifiers using 130 nm CMOS technology is shown, and through spice simulation basic conceptsof performance and compliance specifications are verified. The comparison of the performance of the designed amplifiers, in the synthesis ofan active low-pass filter, is made to show that the fundamental performance parameters of each amplifier, affects the expected performance ofthe circuit under design, showing that the CMOS amplifier is not general purpose but that the application takes advantage of the characteristicsof the amplifier or, alternatively, the amplifier is designed to meet the requirements of the application. Finally, while each architecture is sizedusing the same general performance specifications, it is also true that each has a specific and unique overall performance. These differencescan be obtained and understood with spice simulation, since the resources of the simulation tool are used properly. All results obtained are atroom temperature.