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DESIGN OF A DEAD-TIME CIRCUIT FOR A SYNCHRONOUS DC-DC BUCK CONVERTER IN A 28 NM CMOS PROCESS

Resumen

El grupo de investigación OnChip está desarrollando un Regulador Unificado de Voltaje y Frecuencia (UVFR) para permitir una entrega de potencia dinámica y eficiente en sistemas digitales avanzados. Dentro de esta arquitectura, se utiliza una etapa de potencia de un convertidor Buck síncrono para generar el voltaje de alimentación requerido. Para garantizar una conmutación segura y precisa, y evitar la conducción cruzada entre los transistores de lado alto y lado bajo, que de otro modo podría provocar cortocircuitos perjudiciales, se requieren bloques de control especializados. Este proyecto se enfoca en el diseño de un generador de tiempo muerto y un desplazador de nivel, ambos implementados en un proceso CMOS de 28 nm. El circuito de tiempo muerto previene la conducción cruzada al introducir un retardo cuidadosamente controlado entre eventos de conmutación, mientras que el desplazador de nivel asegura una traducción confiable de la señal para accionar el transistor PMOS de lado alto. Estos bloques impactan directamente la eficiencia del convertidor y la precisión temporal, lo que los convierte en elementos fundamentales para la operación general del sistema UVFR. Como bloques constitutivos del UVFR, serán desarrollados y validados mediante simulaciones de esquinas PVT de peor caso y análisis de Monte Carlo en prelayout y postlayout.