CMOS aktif endüktans tabanlı geniş aralıkta ayarlanabilir band geçiren filtre tasarımı

Kablosuz haberleşme sistemlerinde yaygın bir kullanım alanına sahip olan band geçiren filtreler, artan bir şekilde aktif olarak sentezlenen endüktans devreleri kullanılarak yapılmaktadır. Aktif endüktans tabanlı yapılan band geçiren filtreler yüksek doğal frekans, geniş aralıkta ayarlanabilir frekans cevabı, yüksek ve ayarlanabilir kalite faktörü, düşük kayıp ve düşük silikon tüketimi gibi hususlarda çözüm sağlamıştır. Ancak aktif endüktansların band geçiren filtre yapımında kullanılması gürültü performansı, sınırlı dinamik menzil ve yüksek güç tüketimi konularında bir takım sıkıntılar doğurmaktadır. UHF bandındaki (300 MHz - 3 GHz) haberleşme uygulamalarında literatürdeki aktif endüktans tabanlı band geçiren filtrelerin merkez frekans aralığı herhangi bir harici kapasitör kullanımı olmadan genellikle 1-3 GHz arasındadır. Endüktans-kapasitans devreleri 1 GHz'in altında çalışma gerektiren durumlarda kullanılmaktadır. Özel bir frekansta çalışmak için gereken kapasitans değeri standart kapasitörler tarafından sağlanamadığı durumlarda silikon üzerinde varaktör kullanılarak gerekli ayarlama yapılabilir. Ancak geniş bir kapasitans ayarlama aralığına sahip bir varaktörü silikon üzerinde yapmak için geniş bir alana ihtiyaç vardır. Diğer yandan, varaktörün kapasitans değerini kontrol etmek için ilave bir voltaj kaynağına ihtiyaç oluşu, band geçiren filtrenin besleme devresine yük getirecektir. Bu tezde, yeni bir aktif endüktans bazlı band geçiren filtre tasarlanmış olup temel eleman olan aktif endüktans arka arkaya bağlı iki transistor ve endüktans ayarlaması için kullanılan ilave bir transistorden oluşmaktadır. Bu yapı endüktans değerini kendi kendine artırıp azaltmak suretiyle yapılan doğal frekans ayarlaması sayesinde harici veya silikon üzerinde kapasitör kullanma ihtiyacını ortadan kaldırmaktadır. TSMC 0.18 mikron teknolojiyle yapılan aktif endüktans tabanlı band geçiren filtre 327 MHz ve 2 GHz arasında çalışma bandında asgari 40 kalite faktörü sağlamaktadır.