A Multi-Stage RC Compensation Technique for Decoupling the Transimpedance and BW: Creating High Speed and Low Noise TIA Designs
Notice bibliographique
Résumé
The gain and bandwidth of a shunt-feedback Transimpedance Amplifier (TIA) is limited by a so called transimpedance (TI) limit. This limit dictates the maximum possible value of the feedback resistance (RF) for a targeted bandwidth. Additionally, the input referred noise of such TIAs is inversely proportional to theRF, which presents a challenge in simultaneous optimization of bandwidth, noise and transimpedance gain. In this paper, the TI limit is revisited, and a multi-stage RC compensation technique is presented for the design of the open-loop amplifier for a closed-loop shunt-feedback-based TI stage. This paper shows that with the appropriate pole-zero positioning, the DC transimpedance gain can be decoupled from the closed-loop TI bandwidth. This is achieved by placing a zero in the open loop transfer function to reduce the impact of the closed loop dominant pole created by the input capacitance and the RF. As a result, without the need for area consuming inductors, a TI stage is realized which has a transimpedance limit that is larger than the conventionally assumed limit. Additionally, the proposed RC compensation network provides more control over the pole-zero positioning which results in smooth overall frequency response after equalization. This is verified by experimental results which show that the proposed technique achieves a much greater transimpedance gain as compared to that of the conventional limit while reducing the noise and without any significant deterioration of bandwidth. The design has been implemented in a 90 nm BiCMOS process from Global Foundries (GF-9HP). A detailed comparison of the proposed approach is presented with other TIA designs. As per the author’s best knowledge, the proposed design outperforms the state-of-the-art TIA designs in terms of the noise-transimpedance-bandwidth trade-off.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,002 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,005 | 0,004 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».