Akım ve geçiş-direnç kuvvetlendiriciler kullanarak analog devre tasarımı

Dört kuvvetlendirici türü arasında, gerilim işlemsel kuvvetlendirici (op-amp) ve işlemsel geçiş-iletkenlik kuvvetlendirici (OTA), analog devre tasarımında yaygın olarak kullanılmaktadır. Diğer yandan, geriye kalan iki kuvvetlendirici, yani akım işlemsel kuvvetlendirici (COA) ve işlemsel geçiş-direnç kuvvetlendirici (OTRA), son zamanlara kadar fazla ilgi çekmemiştir. Bununla birlikte, COA ve OTRA, analog devreler tarafından kullanılabilecek olan bazı avantajlı özelliklere sahiptir. Her ikisi de içten topraklı giriş uçları ile karakterize edildiğinden kaçak kapasitelere duyarsız devrelere yol açarlar. Aynı zamanda bu özellik, kapasitif zaman sabitleri nedeniyle oluşan cevap sınırlamalarını yok eder. COA'nın çıkış uçları yüksek empedans olarak karakterize edilmekte, OTRA ise alçak empedans çıkış ucu sergilemektedir. Bu durum, COA kullanan akım modlu ve OTRA kullanan gerilim modlu devrelerde, bağlanacak yüklerin tampon devresi eklenmeksizin sürülmesini kolaylaştırır. Bu elemanların akım farkı alan ve içten topraklı olan girişleri, devrelerin MOS-C olarak gerçeklenmesini mümkün kılar. Bu tezde, COA için iki CMOS gerçeklemesi sunulmuştur. Bunlar temelde bir OTRA ile çift çıkışlı bir OTA'nın art arda bağlanmasıyla elde edilmiştir. CMOS COA'ların uygulamaları olarak, akım modlu birinci derece tüm geçiren filtreler, ikinci derece filtreler ve sinüsoidal osilatörler tanıtılmıştır. OTRA kullanan bazı analog devreler de sunulmuştur. Bunlar arasında, birinci derece tüm geçiren filtreler, bütün beş ayrı türdeki ikinci derece filtreler, çok fonksiyonlu filtreler, geçiş-empedans tipindeki filtreler ve sinüsoidal osilatörler yer almaktadır. Ayrıca, n. dereceden gerilim transfer fonksiyonu ve tümüyle kontrol edilebilen negatif endüktans gerçeklemeleri için OTRA tabanlı devreler içerilmektedir. Sunulan devrelerin çalışabilirliği, PSPICE benzetim sonuçlarıyla gösterilmiştir. Devrelerin bazıları deneysel olarak da test edilmiştir.Anahtar Kelimeler: analog devre tasarımı, tümdevreler, akım işlemsel kuvvetlendirici, işlemsel geçiş-direnç kuvvetlendirici