Μονάδα παροχής και διαχείρισης ισχύος χαμηλής κατανάλωσης
Το αντικείμενο της παρούσας Διπλωματικής Εργασίας είναι η μελέτη, ο σχεδιασμός και η ανάλυση κυκλωμάτων που δημιουργούν τάση αναφοράς και έχουν στόχο την ευστάθεια και την ακρίβεια της τιμής της. Αυτό πραγματοποιείται με την υλοποίηση της Διακοπτικής Bandgap Reference Voltage (BGR) και του Ρυθμιστή...
| Κύριος συγγραφέας: | |
|---|---|
| Άλλοι συγγραφείς: | |
| Γλώσσα: | Greek |
| Έκδοση: |
2022
|
| Θέματα: | |
| Διαθέσιμο Online: | http://hdl.handle.net/10889/15920 |
| id |
nemertes-10889-15920 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
nemertes-10889-159202022-09-05T04:45:08Z Μονάδα παροχής και διαχείρισης ισχύος χαμηλής κατανάλωσης Supply management unit with low power consumption Δήμα, Αικατερίνη Dima, Aikaterini Ρυθμιστές τάσης Θερμοκρασία Περιθώριο φάσης Bandgap reference Voltage regulators Reference voltage Temperature Phase margin Το αντικείμενο της παρούσας Διπλωματικής Εργασίας είναι η μελέτη, ο σχεδιασμός και η ανάλυση κυκλωμάτων που δημιουργούν τάση αναφοράς και έχουν στόχο την ευστάθεια και την ακρίβεια της τιμής της. Αυτό πραγματοποιείται με την υλοποίηση της Διακοπτικής Bandgap Reference Voltage (BGR) και του Ρυθμιστή Τάσης που αποτελούν θεμέλια για τη σωστή λειτουργία πολλών ολοκληρωμένων κυκλωμάτων και τη χρήση τους σε διάφορες εφαρμογές. To κύκλωμα της Διακοπτικής BGR τροφοδοτείται με τάση 500mV και εφαρμόζεται RF συχνότητα 10kHz. Με τη βοήθεια Charge Pump και διπολικών τρανζίστορ (BJT) δημιουργείται ένας αρνητικός (CTAT) και ένας θετικός (PTAT) θερμοκρασιακός συντελεστής, παράγοντες που συνδυάζονται στο κύκλωμα του Switched Capacitor Network και αποφέρουν τη σταθερή τάση αναφοράς Vref. Ο σχεδιασμός όλων των κυκλωμάτων γίνεται με τεχνολογία TSMC 65nm, όπου μετά από αναλύσεις και προσομοιώσεις παρατηρούμε τη συμπεριφορά της τάσης αναφοράς με τη θερμοκρασία από 0 έως 100 °C. Η μέση τιμή της Vref που προκύπτει είναι 512.6mV και η απόκλιση της από τη θερμοκρασία υπολογίζεται στη τιμή των 0.013mV/°C . Σε επόμενα κεφάλαια γίνεται υλοποίηση του Ρυθμιστή Τάσης και συγκεκριμένα του Ρυθμιστή Low Dropout, όπου ρυθμίζουμε την τάση αναφοράς στην απαιτούμενη τάση εξόδου. Σκοπός του ρυθμιστή είναι η όσο το δυνατόν μεγαλύτερη ευστάθεια του κυκλώματος γεγονός που πραγματοποιείται με τη σταθεροποίηση του περιθωρίου φάσης ως προς το φορτίο. Έτσι, γίνονται εξομοιώσεις για τις τιμές του φορτίου 1uA, 1mA, 5 mA και 10mA με τη χρήση και μη πυκνωτή 100pF στην έξοδο του ρυθμιστή. Τέλος, καταγράφονται λεπτομερώς τα συμπεράσματα και τα αποτελέσματα που προκύπτουν από τη μελέτη και τις προσομοιώσεις του κάθε κυκλώματος που υλοποιήθηκαν με ιδανικά και πραγματικά στοιχεία. The subject of this Diploma Thesis is the study, design and analysis of circuits that create a reference voltage and aim at the stability and accuracy of its value. This is accomplished with the implementation of the Switch Bandgap Reference Voltage (BGR) and the Voltage Regulator which are the foundations for the proper operation of many integrated circuits and their use in various applications. The circuit of the BGR Switch is supplied with a voltage of 500mV and a RF frequency of 10kHz is applied. With the help of Charge Pump and bipolar transistors (BJT) a negative (CTAT) and a positive (PTAT) temperature coefficient is generated, factors that combine in the circuit of the Switched Capacitor Network and bring the constant reference voltage Vref. The design of all circuits is done with TSMC 65nm technology, where after analyses and simulations we observe the behaviour of the reference voltage with the temperature from 0 to 100 ° C. The average value of Vref is 512.6mV and its deviation from the temperature is estimated at 0.013mV / ° C. In the following chapters, the Voltage Regulator is implemented, specifically the Low Dropout Regulator, where we adjust the reference voltage to the required output voltage. The purpose of the regulator is to maximize the stability of the circuit, which is achieved by stabilizing the phase margin with respect to the load. Thus, simulations are made for the load values of 1uA, 1mA, 5 mA and 10mA with and without a capacitor of 100pF at the output of the regulator. Finally, the conclusions and the results that come of the study and the simulations of each circuit that were implemented with ideal and real data are recorded in detail. 2022-03-04T12:13:45Z 2022-03-04T12:13:45Z 2022-03-02 http://hdl.handle.net/10889/15920 gr application/pdf |
| institution |
UPatras |
| collection |
Nemertes |
| language |
Greek |
| topic |
Ρυθμιστές τάσης Θερμοκρασία Περιθώριο φάσης Bandgap reference Voltage regulators Reference voltage Temperature Phase margin |
| spellingShingle |
Ρυθμιστές τάσης Θερμοκρασία Περιθώριο φάσης Bandgap reference Voltage regulators Reference voltage Temperature Phase margin Δήμα, Αικατερίνη Μονάδα παροχής και διαχείρισης ισχύος χαμηλής κατανάλωσης |
| description |
Το αντικείμενο της παρούσας Διπλωματικής Εργασίας είναι η μελέτη, ο σχεδιασμός και η ανάλυση κυκλωμάτων που δημιουργούν τάση αναφοράς και έχουν στόχο την ευστάθεια και την ακρίβεια της τιμής της. Αυτό πραγματοποιείται με την υλοποίηση της Διακοπτικής Bandgap Reference Voltage (BGR) και του Ρυθμιστή Τάσης που αποτελούν θεμέλια για τη σωστή λειτουργία πολλών ολοκληρωμένων κυκλωμάτων και τη χρήση τους σε διάφορες εφαρμογές.
To κύκλωμα της Διακοπτικής BGR τροφοδοτείται με τάση 500mV και εφαρμόζεται RF
συχνότητα 10kHz. Με τη βοήθεια Charge Pump και διπολικών τρανζίστορ (BJT)
δημιουργείται ένας αρνητικός (CTAT) και ένας θετικός (PTAT) θερμοκρασιακός
συντελεστής, παράγοντες που συνδυάζονται στο κύκλωμα του Switched Capacitor Network και αποφέρουν τη σταθερή τάση αναφοράς Vref. Ο σχεδιασμός όλων των κυκλωμάτων γίνεται με τεχνολογία TSMC 65nm, όπου μετά από αναλύσεις και προσομοιώσεις παρατηρούμε τη συμπεριφορά της τάσης αναφοράς με τη θερμοκρασία από 0 έως 100 °C. Η μέση τιμή της Vref που προκύπτει είναι 512.6mV και η απόκλιση της από τη θερμοκρασία υπολογίζεται στη τιμή των 0.013mV/°C .
Σε επόμενα κεφάλαια γίνεται υλοποίηση του Ρυθμιστή Τάσης και συγκεκριμένα του
Ρυθμιστή Low Dropout, όπου ρυθμίζουμε την τάση αναφοράς στην απαιτούμενη τάση
εξόδου. Σκοπός του ρυθμιστή είναι η όσο το δυνατόν μεγαλύτερη ευστάθεια του
κυκλώματος γεγονός που πραγματοποιείται με τη σταθεροποίηση του περιθωρίου φάσης ως προς το φορτίο. Έτσι, γίνονται εξομοιώσεις για τις τιμές του φορτίου 1uA, 1mA, 5 mA και 10mA με τη χρήση και μη πυκνωτή 100pF στην έξοδο του ρυθμιστή.
Τέλος, καταγράφονται λεπτομερώς τα συμπεράσματα και τα αποτελέσματα που
προκύπτουν από τη μελέτη και τις προσομοιώσεις του κάθε κυκλώματος που υλοποιήθηκαν με ιδανικά και πραγματικά στοιχεία. |
| author2 |
Dima, Aikaterini |
| author_facet |
Dima, Aikaterini Δήμα, Αικατερίνη |
| author |
Δήμα, Αικατερίνη |
| author_sort |
Δήμα, Αικατερίνη |
| title |
Μονάδα παροχής και διαχείρισης ισχύος χαμηλής κατανάλωσης |
| title_short |
Μονάδα παροχής και διαχείρισης ισχύος χαμηλής κατανάλωσης |
| title_full |
Μονάδα παροχής και διαχείρισης ισχύος χαμηλής κατανάλωσης |
| title_fullStr |
Μονάδα παροχής και διαχείρισης ισχύος χαμηλής κατανάλωσης |
| title_full_unstemmed |
Μονάδα παροχής και διαχείρισης ισχύος χαμηλής κατανάλωσης |
| title_sort |
μονάδα παροχής και διαχείρισης ισχύος χαμηλής κατανάλωσης |
| publishDate |
2022 |
| url |
http://hdl.handle.net/10889/15920 |
| work_keys_str_mv |
AT dēmaaikaterinē monadaparochēskaidiacheirisēsischyoschamēlēskatanalōsēs AT dēmaaikaterinē supplymanagementunitwithlowpowerconsumption |
| _version_ |
1771297126155812864 |
