Diseño de un rectificador para recolección de potencia de ondas de radiofrecuencia en tecnología cmos
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Date
2010
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Publisher
Universidad Industrial de Santander
Abstract
La energía asociada a las ondas electromagnéticas, puede ser usada como una fuente de alimentación alternativa a la batería en algunos dispositivos portátiles. Esto se logra con un bloque receptor, conformado por una antena, un acople de impedancias y un rectificador, que recibe ondas de una fuente de radiación y las convierte en corriente directa. Son muchas las posibles aplicaciones de este concepto y de ahí que el estudio de los diferentes circuitos involucrados, en especial el del rectificador, sea de gran interés. Por lo tanto, en este proyecto se aborda el diseño del rectificador para recolección de potencia de ondas de radiofrecuencia, en tecnología CMOS. En este documento inicialmente se presentan las condiciones de operación del rectificador y se analizan sus principales especificaciones. Posteriormente, se evalúan las seis arquitecturas más sobresalientes en la literatura y se selecciona la de mejor desempeño, utilizando resultados de simulación como principal criterio de selección. Para la arquitectura elegida se plantea un modelo de la tensión rectificada y de la eficiencia del circuito, que resulta del estudio detallado de su operación y que muestra los compromisos entre las variables involucradas en su funcionamiento. Basado en éste, se propone una estrategia de diseño para lograr la más alta eficiencia, partiendo de las condiciones de operación a las que el rectificador está sometido. Los resultados obtenidos se validan por medio de simulaciones, utilizando el modelo BSIM3V3 para los transistores y las constantes de fabricación de la tecnología AMS C35B4C3. Además, para determinar el impacto de la fabricación sobre el desempeño del rectificador, se realiza una verificación funcional del trazado del circuito, layout, y un análisis estadístico con las variaciones de los parámetros del proceso.
Description
Keywords
Ondas electromagnéticas, Dispositivos portátiles, Acople de impedan- cias, Radiofrecuencia, CMOS, layout.