Diseño de un rectificador para recolección de potencia de ondas de radiofrecuencia en tecnología cmos

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dc.contributor.advisorRoa Fuentes, Elkim Felipe
dc.contributor.authorRueda Gómez, Sergio Andrés
dc.date.accessioned2024-03-03T18:05:00Z
dc.date.available2010
dc.date.available2024-03-03T18:05:00Z
dc.date.created2010
dc.date.issued2010
dc.description.abstractLa 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.
dc.description.abstractenglishThe energy associated with electromagnetic waves, can be used as an alternative power source to the battery in some portable devices. This is accomplished with a receptor blocked that consists of an antenna, an impedance coupling array, and a rectifier that receives waves from a radiation source and transforms them into direct current. There are many possible applications of this concept and that is the reason why the study of the different circuits involved, and especially of the rectifier, is of great interest. Therefore, this project addresses the design of the radio frequency energy harvesting rectifier in CMOS technology. This document initially presents the operating conditions of the rectifier and analyzes its main specifications. Subsequently, the six most outstanding architectures in the literature are reviewed and the one with the best performance is selected, using simulation results as the main selection criteria. For the chosen architecture, a model of the rectified voltage and efficiency of the circuit is presented, which results from the detailed study of its operation and shows the tradeoffs between the variables involved in its behavior. Supported on this, a design strategy is suggested to achieve the highest efficiency, based on the operating conditions to which the rectifier is subjected. The results are validated through simulations using the BSIM3V3 model for the transistors and the manufacturing constants of the AMS C35B4C3 fabrication technology. In addition to this, a functional verification of the circuit layout, and a statistical analysis with the parameter variations, is performed to determine the impact of the fabrication process on the performance of the rectifier.
dc.description.degreelevelPregrado
dc.description.degreenameIngeniero Electrónico
dc.format.mimetypeapplication/pdf
dc.identifier.instnameUniversidad Industrial de Santander
dc.identifier.reponameUniversidad Industrial de Santander
dc.identifier.repourlhttps://noesis.uis.edu.co
dc.identifier.urihttps://noesis.uis.edu.co/handle/20.500.14071/23331
dc.language.isospa
dc.publisherUniversidad Industrial de Santander
dc.publisher.facultyFacultad de Ingenierías Fisicomecánicas
dc.publisher.programIngeniería Electrónica
dc.publisher.schoolEscuela de Ingenierías Eléctrica, Electrónica y Telecomunicaciones
dc.rightshttp://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
dc.rights.accessrightsinfo:eu-repo/semantics/openAccess
dc.rights.creativecommonsAtribución-NoComercial-SinDerivadas 4.0 Internacional (CC BY-NC-ND 4.0)
dc.rights.licenseAttribution-NonCommercial 4.0 International (CC BY-NC 4.0)
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0
dc.subjectOndas electromagnéticas
dc.subjectDispositivos portátiles
dc.subjectAcople de impedan- cias
dc.subjectRadiofrecuencia
dc.subjectCMOS
dc.subjectlayout.
dc.subject.keywordElectromagnectic waves
dc.subject.keywordPortable devices
dc.subject.keywordImpedance coupling array
dc.subject.keywordRadio frequency
dc.subject.keywordCMOS
dc.subject.keywordlayout.
dc.titleDiseño de un rectificador para recolección de potencia de ondas de radiofrecuencia en tecnología cmos
dc.title.englishDesign of a radio frequency energy harvesting rectifier in cmostechnology.
dc.type.coarhttp://purl.org/coar/version/c_b1a7d7d4d402bcce
dc.type.hasversionhttp://purl.org/coar/resource_type/c_7a1f
dc.type.localTesis/Trabajo de grado - Monografía - Pregrado
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