Uma Topologia CMOS Nauta OTA sem Calibração em Ultra-Baixa Tensão e Ultra-Baixa Potência

Abstract

Este trabalho apresenta a topologia do amplificador operacional de transcondutância Nauta OTA, construído com inversores CMOS intrinsecamente casados, dispensando qualquer tipo de circuito de calibração. Adicionalmente, essa topologia é implementada em um processo CMOS utilizando transistores de canal não uniformemente dopado do tipo halo-implantado, sendo projetada para se adequar a aplicações G𝑚-C de baixa frequência, tais como aplicações biomédicas. O projeto do inversor CMOS intrinsecamente casado é baseado na utilização do transistor MOS matricial halo-implantado operando em inversão fraca. Neste trabalho é demonstrado que essa técnica é capaz de estabilizar a tensão de switching point de um inversor CMOS, reduzindo sua variação estatística e permitindo o aumento do ganho, o que é desejado para projetos de circuitos G𝑚-C. Portanto, baseando-se na topologia original proposta por Bram Nauta (e trabalhos derivados), focados na sintonia de filtros VHF, este trabalho adapta o Nauta OTA para aplicações com G𝑚 constante. O circuito proposto apresenta uma transcondutância de 2,46-𝜇S quando alimentado com 0,25-V, dissipando 55-nW durante sua operação, o que o torna adequado para aplicações de baixa potência.