CM

OS

EC

CII

L

E Y

ÜK

SE

K D

ER

EC

ED

EN

A

KIM

-MO

DL

U A

YA

RL

AN

AB

LR

SÜ

ZG

EÇ

T

AS

AR

IMI

H.

Ha

kan

KU

NT

MA

NO

nu

rK

orh

an

SA

YIN

onur

korh

an@

hotm

ail.

com

kunt

man

@eh

b.it

u.ed

u.tr

Sun

u P

lanı

•G

R

•E

CC

II T

AN

IM B

AIN

TIL

AR

I, C

MO

S

GE

RÇ

EK

LE

ME

•Ö

NE

RL

EN

DE

VR

E T

OP

OL

OJ

S

•B

EN

ZE

TM

SO

NU

ÇL

AR

I

•S

ON

UÇ

Gir

i:

Süz

geç

kara

kter

isti

kler

inin

ele

ktro

nik

olar

ak a

yarl

anm

ası

CM

OS

EC

CII

il

e yü

ksek

de

rece

den

akım

m

odlu

ay

arla

nabi

lir

akti

f sü

zgeç

tas

arla

nması.

Akı

m m

odlu

dev

re e

lem

anla

rını

nge

rili

m m

odlu

dev

re e

lem

anla

rına

göre

üst

ünlü

kler

i

daha

iyi

yük

sek

frek

ans

yanı

tı

düük

bes

lem

e ge

rili

mle

rind

e ça

lıab

ilm

e

daha

büy

ük y

ükse

lme

eim

i

kola

y ta

sarı

m p

rose

dürü

.

Bu

çalı

mad

a ön

eril

en

yüks

ekde

rece

den

elek

tron

ik

olar

ak

kont

rol

edil

ebil

en

süzg

eçde

vres

inin

tr

ansf

er

fonk

siyo

nunu

n he

rbir

ka

tsayısı,

EC

CII

’nın

kon

trol

akı

mını

dei

tire

rek

ayar

lana

bilm

ekte

dir.

Alç

ak

geçi

ren,

yü

ksek

ge

çire

n,

band

geçi

ren,

ba

ndsö

ndür

en

vs.

süzg

eçle

r sa

dece

kon

trol

akı

mını

dei

tire

rek

elde

edi

lebi

lmek

tedi

r.

Seç

ilen

süz

geçi

n ka

lite

fak

törü

(Q

), k

öe

frek

ansı

(wo)

ve k

azan

ç (K

) de

erle

ride

yin

e ko

ntro

l akımın

de

iti

rere

k ay

arla

nabi

lmek

tedi

r.

Dev

reni

n en

bü

yük

avan

tajl

arın

dan

biri

, is

teni

len

kats

ayının

dier

leri

nden

baım

sız

olar

ak d

ei

tiri

lebi

lmes

idir

.

Kul

lanı

lan

pasi

f el

eman

ları

nın

tüm

ünün

to

prak

lıol

ması,

tü

m

devr

e ge

rçek

lem

esi

için

öne

m t

aım

akta

dır

[11

].

EC

CII

Yapısı:

ekil

-1:

EC

CII

Sem

bo

lü

EC

CII

sem

bolü

ek

il-1

’de

göst

eril

mek

tedi

r. E

CC

II'n

in t

anım

baın

tıla

rı(1

)’de

veri

lmi

tir.

zz

yxy

kii

vvi

0

(1)

Tanım

baın

tısı

ndak

i k

büyü

klü

ü, d

eer

i el

ektr

onik

yol

dan

kont

rol

edil

ebil

en

akım

tra

nsfe

r or

anıdır

.

EC

CII

, k

büy

üklü

üne

gati

f is

e ev

iren

EC

CII

, po

ziti

f is

e ev

irm

eyen

EC

CII

ol

arak

adl

andı

rılı

r.

EC

CII

yapısı

bir

geri

lim

izl

eyic

i ve

bir

küç

ük i

aret

akı

mı

kuvv

etle

ndir

icis

inde

nol

um

akta

dır.

Akı

m k

uvve

tlen

diri

cini

n ya

pısı

ekil

-2’d

e ve

rilm

iti

r.

ekil

-2:

EC

CII

yapısı

CM

OS

EC

CII

yapısı

blok

ları

:

geri

lim

veakım

izle

yici

,

küçü

ki

aret

akım

kuvv

etle

ndir

icis

i

çıkı

katı

Ger

ilim

izle

yici

kat,

Y

uc

unun

Vy

geri

lim

inin

, X

uc

unun

Vx

geri

lim

ine

eit

olm

asını

sala

r.

Akı

miz

leyi

ci,

ixakımının

bir

kopy

asını

küçü

ki

aret

akım

kuvv

etle

ndir

icis

ine

gönd

erir

.

Küç

üki

aret

akım

kuvv

etle

ndic

isi

ixakımının

kopy

asını

kka

tsayısı

ile

çarp

arak

izakımını

olu

turu

r.

Çıkı

katı

, Z

ucu

nun

yüks

ekem

peda

nslı

olar

akyü

küsü

rmes

ini

sala

r.

Ger

ilim

izl

eyic

i, a

kım

izle

yici

•

MG

1-M

G11

ve

MG

16-M

G18

tra

nzis

torl

arı

iki

katlı

bir

ile

mse

lku

vvet

lend

iric

iol

utu

rmak

tadı

r. B

u i

lem

sel

kuvv

etle

ndir

iciy

ebi

rim

geri

besl

eme

uygu

lana

rak,

X u

cunu

nge

rili

min

iY

ucu

nun

geri

lim

ini

izle

mey

ezo

rlam

akta

dır.

•X

ucu

ndan

veM

G20

tra

nzis

toru

ndan

akan

topl

amakım

,M

G10

ve

MG

11 t

arafın

dan

kopy

alan

arak

akım

ayna

ları

yardımıy

lakü

çük

iar

etakım

kuvv

etle

ndir

icis

ibl

okun

aak

tara

rak

akım

izle

yici

gerç

ekle

nmi

olur

.

•D

evre

iki

katlı

oldu

uiç

inko

mpa

nzas

yona

gere

ksin

imdu

yulu

r. D

evre

yeM

ille

r ko

mpa

nzas

yonu

uygu

lanmı

tır.

MG

27 v

eM

G28

tra

nzis

torl

arı

devr

ede

sıfı

rlam

adi

renc

igö

revi

nded

ir.

T1

T2

T3

T4

T5

T6

T6'

T2'

T1'

T3'

T4'

T5'

T7

T8I A

I 1I 1 I 2

I 2I 2

I O

I B+i

I B-i

-VSS

Vref+VDD

Bu

devr

ede

T1,

T

2ve

T

3tr

anzi

stor

ları

ndan

ol

uan

ya

pıgr

ubu

ile

T1’

, T

2’ve

T

3’de

n ol

uan

yapı

grub

u,

kare

ala

n bi

rer

devr

e ol

arak

dav

ranı

rlar

.

T7,

T8

tran

zist

orla

rıve

IA

akım

kayn

aı,

T3

ve T

3’tr

anzi

stor

ları

naku

tupl

ama

geri

lim

i sa

laya

n akım

kont

roll

u bi

r ge

rili

m

refe

ransı

devr

esi

olu

turu

rlar

.

Büt

ün

tran

zist

orla

rın

doym

ada

çalı

tıkl

arı

ve T

5il

e T

5’dıın

daki

tran

zist

orla

rın

tüm

ünün

e

it

W/L

or

anla

rına

sa

hip

oldu

kları

kabu

l ed

ilsi

n.

küçü

k i

aret

akımı,

de

eri

elek

tron

ik

yold

an

dei

tiri

lebi

len

bir

k ça

rpanıy

la ç

arpı

lara

k çı

kıa

yansım

akta

dır.

kaza

ncı

arttır

mak

üz

ere

I Bbü

yükl

üü

iste

nild

ii

kada

r bü

yütü

lem

ez.

nL

WL

WL

WL

WT

TT

T'

'4

54

5/

//

//

/

I8

)i

+I

(+

I2

=I

A

2

BA

1

I8

)i

-I

(+

I2

=I

A

2

BA

2

I4

|i|+|

I|

AB

olm

ak ü

zere

[13

], d

evre

nin

çıkı

akı

mı:

ki.i

I2

In

II

=i

ABo

21

olur

.

•D

evre

detü

mtr

anzi

stor

ları

ilet

imde

tutm

akiç

in

I4

|i|+|

I|A

B

xx

AB

zk.

i.i

III

I=

i2

12

2

IB/I

A o

ranı

ile

doru

dan

akım

tran

sfer

ora

nıko

ntro

led

ileb

ilm

ekte

dir.

Öne

rile

nde

vre

için

kakım

tran

sfer

ora

nını

nm

aksi

mum

deer

i4

ile

sını

rlanır

.

Öne

rile

nde

vrel

erde

daha

yüks

ekçı

kıdi

renc

ive

daha

iyi

çıkı

geri

lim

isa

lını

mı

için

çıkı

katı

olar

akY

ükse

kD

oru

lukl

uA

ktif

Ger

ibes

lem

eli

Kas

kod

Akı

mA

ynası

(YA

GK

AA

) ku

llanıl

mı

tır

[20]

.

YA

GK

AA

yapısı

VD

SM

C1

=V

DS

MC

3ve

VD

SM

C1

0=

VD

SM

C1

3=

VD

SM

C1

4ol

masını

sala

yara

kka

nal

boyu

mod

ülas

yonu

nun

etki

sini

min

imum

ain

diri

lmi

tir.

Yüks

ek D

erec

eden

Süzg

eçT

asa

rımı

:

n.de

rece

den

akım

tran

sfer

fon

ksiy

onun

unge

nel

göst

erim

i:

01

11

01

11

....

......

....

......

...)

(b

sb

sb

s

as

as

as

a

IIs

Tn

n

n

n

n

n

n

inou

t

Kul

lanı

lan

herb

irE

CC

II, a

kım

tran

sfer

fon

ksiy

onun

unsa

dece

bir

kats

ayısını

kont

rol

eder

,

Her

bir

kats

ayı

dier

inde

nbaım

sız

olar

akde

iti

rile

bili

r.

Sen

tezl

enen

devr

eek

il3’

de v

eril

mek

tedi

r.

ekil

3:

n.de

rece

den

akım

mod

lu a

yarl

anab

ilir

süz

geci

n ge

nell

eti

rilm

igö

ster

imi

Dev

reni

ntr

ansf

er f

onks

iyon

unun

elem

ande

erle

rici

nsin

den

ifad

esi

)...

.)(

.....

(...

)..

)(..

(..

11

21

3

1

21

32

5

12

12

3

11

11

22

3

1

21

32

6

12

12

4

11

2

1

02

1

02

1

nn

n

b

n

n

b

n

n

b

n

nn

n

a

n

n

a

n

n

a

n

n

a

inout

CC

RR

R

Rk

CC

RR

R

Rs

kC

RR

Rs

ks

CC

RR

R

Rk

CC

RR

R

Rs

kC

RR

Rs

kRR

sk

II

nn

nn

n

Gen

elle

tiri

lmi

tran

sfer

fon

ksiy

onu

kull

anıl

arak

iste

nile

nhe

rhan

gibi

rsü

zgeç

, tra

nsfe

r fo

nksi

yonu

nda

iste

nilm

eyen

para

met

rele

rin

kave

kb

kats

ayıl

arı

sıfı

rae

itle

nere

kel

deed

ileb

ilir

Di

ertü

mpa

ram

etre

leri

nka

tsayıl

arı,

EC

CII

’nın

akım

kaza

ncını

dei

tire

rek

elek

tron

ikyo

ldan

kont

rol

edil

ebil

ir.

kave

kbka

tsayıl

arı

sıfı

rae

itle

mek

, ilg

ili

EC

CII

’nın

kont

rol

akımını

IB=

0ya

pmak

tır.

Ben

zeti

m S

on

uçl

arı

:

Ben

zeti

mle

r iç

in

öner

ilen

ya

pıda

n ha

reke

tle

2.

de

rece

den

akti

f bi

r sü

zgeç

devr

esi k

urul

mu

tur.

Dev

reni

n tr

ansf

er f

onks

iyon

u :

21

32

7

1

12

5

12

21

32

8

1

21

32

7

1

12

5

12

12

6

1

21

32

7

1

12

5

12

2

41

01

0

01

1

01

2

CC

RR

R

Rk

sC

RR

Rk

s

CC

RR

R

Rk

II

CC

RR

R

Rk

sC

RR

Rk

s

sC

RR

Rk

II

CC

RR

R

Rk

sC

RR

Rk

s

sRR

k

II

bb

a

inLP

bb

a

inBP

bb

a

inHP

ekil

4: 2

.der

eced

en a

kım

mod

luay

arla

nabi

lir

süzg

eç

in

LP

BP

HP

inou

t

I

II

I

IIs

T)

(

Süz

geçt

eku

llanıl

antü

mE

CC

II’l

ere

besl

eme

geri

lim

iol

arak

VSS

=–2

.5V

ve

VD

D =

+2.

5V u

ygul

anmı

tır.

IAku

tupl

ama

akımı

olar

ak50

A v

eIB

kont

rol

akımı

olar

ak50

A u

ygul

anar

ak, a

kım

kaza

ncı

1’e

ayar

lanmı

tır.

ICku

tupl

ama

akımı

100

A o

lara

kay

arla

nmı

tır.

Süz

geçl

erin

köe

frek

ansı

150k

Hz,

de

erka

tsayısı

1 ve

kaza

nçla

rı1

olac

akek

ilde

tasa

rlan

acak

tır.

Bu

koul

lar

altı

nda

süzg

ecin

elem

ande

erle

ritü

mdi

renç

ler

eit

veR

=25

k, t

ümka

pasi

törl

ere

itC

=42

pF o

lara

khe

sapl

anmı

tır.

ekil

5:

Akı

m m

odlu

süz

geci

n I H

P, I L

Pve

I BP

çıkı

ları

Alç

akge

çire

n:E

CC

II-4

ve

EC

CII

-5’i

n ko

ntro

lakımı

IB=

0A y

apıl

arak

,ka2

veka

1ka

tsayıl

arı

sıfı

rae

itle

nir.

EC

CII

-1, E

CC

II-2

, EC

CII

-3, E

CC

II-7

ve

EC

CII

-8 i

çin

kont

rol

akımı

IB=

50A

’e a

yarl

anmı

,kb1

vekb

01’

ee

itle

nmi

tir.

Alç

akge

çire

nsü

zgec

inka

zancı

ka0

çarp

anını

dei

tire

rek

ayar

lana

bili

r.

EC

CII

-6’nın

kon

trol

akım

IBsı

rası

ile

50A

, 75

A, 1

00A

yapı

lara

kE

CC

II-6

’nın

akı

mka

zancı

ka0

(IB

/IA

) sı

rası

yla

1,

1.5

ve2

olar

akay

arla

nır.

ekil

6 :

Akı

m m

odlu

alç

ak g

eçir

en s

üzge

cin

kaza

ncının

de

iti

rilm

esi

Ban

d ge

çire

n:E

CC

II-4

ve

EC

CII

-6’nın

kon

trol

akımı

IB=

0A y

apıl

arak

,ka2

veka

0ka

tsayıl

arı

sıfı

rae

itle

nir.

EC

CII

-1, E

CC

II-2

, EC

CII

-3, E

CC

II-5

ve

EC

CII

-7 i

çin

kont

rol

akımı

IB=

50A

’e a

yarl

anmı

,ka

1ve

kb1

1’e

eit

lenm

iti

r.

Ban

d ge

çire

nsü

zgec

inm

erke

zfr

ekan

sı,k

b0

çarp

anını

dei

tire

rek

ayar

lana

bili

r.

EC

CII

-8’i

n ko

ntro

lakım

IBsı

rası

ile

50A

, 75

A, 1

00A

yapı

lara

kE

CC

II-8

’in

akım

kaza

ncı

kb0

(IB

/IA

) sı

rası

yla

1, 1

.5

ve2

olar

akay

arla

nır.

ekil

7:

Akı

m m

odlu

ban

d ge

çire

n sü

zgec

in m

erke

z fr

ekan

sını

n ay

arla

nması

Yük

sek

Geç

iren

:

EC

CII

-5 v

eE

CC

II-6

’nın

kon

trol

akımı

IB=

0A y

apıl

arak

,ka1

veka

0ka

tsayıl

arı

sıfı

rae

itle

nir.

EC

CII

-1, E

CC

II-2

, EC

CII

-3, E

CC

II-4

ve

EC

CII

-8, i

çin

kont

rol

akımı

IB=

50A

’e a

yarl

anmı

,ka

2ve

kb0

1’e

eit

lenm

iti

r.

Yük

sek

geçi

ren

süzg

ecin

kal

ite

fakt

örü

(Q)

kb1

çarp

anını

dei

tire

rek

ayar

lana

bili

r.

EC

CII

-7’n

in k

ontr

ol a

kım

IBsı

rası

ile

50A

, 75

A, 1

00A

yapıl

arak

EC

CII

-7’n

in a

kım

kaz

ancı

kb1

(IB

/IA

) sı

rası

yla

1, 1

.5 v

e 2

olar

ak

ayar

lanı

r.

ekil

8 :

Akı

m m

odlu

yük

sek

geçi

ren

süzg

ecin

de

er k

atsa

yısı

nın

ayar

lanm

ası

Sonuç

:

Bu

çalı

mad

a, e

lekt

roni

kol

arak

kont

rol

edil

ebil

enik

inci

kuak

akım

taıyıcısı

kull

anıl

arak

yüks

ekde

rece

den

akım

-m

odlu

ayar

lana

bili

rsü

zgeç

elde

edil

mes

iüz

erin

dedu

rulm

utu

r.

Öne

rile

nyü

ksek

dere

cede

nay

arla

nabi

lir

süzg

eçle

rsa

yesi

nde,

süz

geci

nka

rakt

eris

tii

elek

tron

ikol

arak

sade

ceko

ntro

lakım

ları

nıde

iti

rere

kay

arla

nabi

lmek

tedi

rbu

dasü

zgec

inbi

rm

ikro

dene

tley

ici

tara

fınd

anko

ntro

led

ilm

esin

eim

kan

sala

mak

tadı

r.

Süz

geci

nhe

r bi

rka

tsayısının

sade

cebi

rko

ntro

lakımı

ile

kont

rol

edil

ebil

diin

den,

ka

tsayıl

arbi

rbir

inde

nbaım

sız

olar

akay

arla

nabi

lmek

tedi

r.

TE

EK

KÜ

RL

ER