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Dissertação

Radiation Hardened Comparator EVALUATED

Detalhes: Comparadores são uma unidade essencial em muitos circuitos, sendo um deles os ADCs que são a ponte eletrónica entre o mundo real e digital. Adicionando a isto, ambos os circuitos de baixo consumo e circuitos fortalecidos contra a radiação são áreas científicas de grande e crescente interesse. Sabendo a importância que o fortalecimento contra a radiação tem, especialmente para circuitos de baixo consumo, neste trabalho o objetivo é implementar um comparador com uma técnica de cancelamento da tensão de desvio capaz de reduzir o desvio natural agravado pela radiação, durante o ciclo de funcionamento do circuito. Para realizar o proposto, algumas alternativas de comparador e circuito de calibração foram analisadas. A topologia de comparador escolhida foi StrongARM Latch à qual se adicionou um esquema de calibração que funciona através da transferência de carga. Recorrendo a simulações de Monte Carlo com desvios de 5sigma que têm em conta desvios de fabrico (3sigma) e radiação (2sigma), a resposta do circuito foi testada, tanto para um comparador com uma tensão de alimentação de 1.2 V a funcionar a 1.3 GHz como para um comparador com uma de 0.6 V a funcionar a 20 MHz. A tensão de desvio foi reduzida significativamente em ambos os casos, sendo possível na maioria dos testes tornar um comparador inoperacional num comparador com menos de 0.1 mV de tensão de desvio. A calibração da tensão de desvio reduz significativamente o desvio natural e o imposto ao circuito, fornecendo uma muito boa solução para circuitos expostos a radiação.
Keywords: Comparador, Baixo Consumo, StrongARM Latch, Fortalecido Contra a Radiação, Cancelamento da Tensão de Desvio, CMOS

Discussão: novembro 28, 2022, 9:0