طراحی و شبیه سازی مدار تقویت کننده قرائتگر CTIA

چکیده مقاله

مدارات قرائتگرنقش حیاتی در پردازش سیگنال های ضعیف آنالوگ و تبدیل آن ها به سیگنال های دیجیتال دارند این مدارات به طور گسترده در حسگرهای تصویر برداری، دستگاه های الکترونیکی و انواع سنسورها به کار می روند یک مجموعه تصویربرداری از اجزای مختلفی تشکیل شده است که قسمت قرائتگر وظیفه خوانش پیکسل های آرایه را برعهده دارد مهم ترین قسمت قرائتگر، مدار تقویت کننده می باشد که جریان تولید شده توسط هر پیکسل را تقویت می کند پایه های اولیه طراحی مدارات قرائتگر به توسعه سیگنال های آنالوگ در دهه ۱۹۴۰و۱۹۵۰ باز می گردد در آن زمان سیستم های ارتباطی آنالوگ و رادیویی از لامپ های خلا برای تقویت سیگنال های الکتریکی استفاده می کردند با اختراع ترانزیستور در اواخر دهه ۱۹۴۰ و گسترس آن در دهه۱۹۵۰، مدارات الکترونیکی به طور چشمگیری کوچکتر وکم مصرف تر شدند ترانزیستورها توانستند جایگزین لامپ های خلا شوند و اولین مدارات قرائتگر مبتنی بر ترانزیستور در دهه ۱۹۶۰ توسعه یافتند این مدارات به طور خاص در حسگرهای اولیه تصویری و سیستم های مخابراتی به کار گرفته شدند در دهه۱۹۷۰با ظهور فناوری CMOS همراه بود CMOS به طراحی مدارهایی با مصرف توان کمتر و ابعاد کوچکتر کمک کرد این فناوری به سرعت در مدارات قرائتگر برای حسگرهای تصویری و دستگاه های الکترونیکی جایگاه خود را پیدا کرد از جمله کاربردهای مهم CMOS طراحی حسگرهای تصویری بود که منجر به دستگاه های دیجیتال تصویر برداری مدرن منجر شد در این مقاله یک نمونه قرائتگر CMOS که برای کاربرد در مدارات قرائتگر CTIA مناسب است در نرم افزار کیدنس طراحی و شبیه سازی گردید و مشاهده شد که این مدار دارای فرکانس قطع ۳۳ کیلو هرتز و بهره ۵۵ دسی بل و فرکانس بهره گین واحد ۱۹ ۸ مگا هرتز است هم چنین تقویت کننده در دماهای بین ۴۰ تا ۱۰۰ درجه سانتی گراد دارای پایداری می باشد