استخراج روابط مابین پارامترهای مداری به کمک الگوریتم ژنتیک چند هدفه در تقویت کننده های عملیاتی دارای جبرانسازی غیرخطی

در این مقاله یک تقویت کننده عملیاتی CMOS برای کاربردهایی با پهنای باند چند صد مگاهرتز طراحی و بهینه سازی خواهد شد. این تقویت کننده دو طبقه با شبکه جبرانسازی بافر جریان و خازن سری است. در اینجا برای کاهش سطح سیلیکون اشغالی، خازن جبرانسازی را با خازن ترانزیستوری جایگزین کرده ایم. مساله ی مهم در طراحی شبکه های جبرانسازی برای تقویت کننده ها و بویژه تقویت کننده های عملیاتی، محاسبه و انتخاب اندازه ای مناسب برای عناصر این شبکه است. همچنین در کنار آن رفتار غیرخطی خازن های ترانزیستوری، مساله محاسبات دستی طراحی را بسیار پیچیده تر می کند. پس از انتخاب پیکربندی مدار توسط کاربر، مقادیر عناصر مدار شامل ابعاد ترانزیستورهای تشکیل دهنده ی طبقات تقویت کننده و مقاومت مسیر جبرانسازی، در کنار ابعاد ترانزیستورهای خازن ترانزیستوری، توسط الگوریتم بهینه سازی، پیشنهاد شده و مقادیر پهنای باند، بهره، توان مصرفی و مساحت تراشه توسط این الگوریتم بهینه می شود. با استفاده از تکنیک پیشنهادی در اینجا می توان رابطه ی تحلیلی از جواب های بهینه سازی چند طبقه استخراج نمود. رابطه ی بدست آمده نشان خواهد داد که در بهترین حالت چه مصالحه ای بین حاشیه فاز، توان مصرفی و پهنای باند بهره واحد وجود دارد. این رابطه به طراح کمک می کند با توجه به امکانات موجود مداری (حداکثر توان مصرفی قابل اعمال، ولتاژ تغذیه، مساحت سیلیکون اشغالی و دیگر پارامترها) بهترین انتخاب را درطراحی آپ امپ داشته باشد.

Keywords:

الگوریتم بهینه سازی , تقویت کننده ی عملیاتی , جبرانسازی , خازن ترانزیستوری