Current to voltage converter - CMOS

Ljudi potrebna mi je pomoc. Imam da uradim diplomski rad, tj da napravim "Current to Voltage converter" koristeci CMOS tehnologiju koji se inace koristi za analiziranje gasova u krvi. Bilo kakva pomoc mi je jako dobrodosla. Trazio sam po neku neki slicni convter tj semu ali bez ikakvih uspeha. Ako iko moze da mi bilo kako pomogne, molim vas pomagajteeeeeeeeeeeee.

Hvala

Najednostavniji "Current to Voltage converter" je otpornik( pogledaj Omov zakon).
Ako se radi o strujama reda nA i pA onda ti treba neki pored tog
otpornika i neki operacioni pojačavač sa ulaznom strujom(bias current) reda fA.
Potraži takav OP na sajtu nekog renomiranog proiuzvođača kao
www.linear.com
www.analog.com
www.maxim.com

Branko, hvala lepo na odgovoru mada ja trazim nesto malo drugacije. Znaci konvertor mora da bude jako precizan i da se koristi CMOS, znaci rec je o mikrolektronici.

Pozdrav

Mozda ovo moze da ti pomogne (nadam se da moze) :
http://www2.ee.ntu.edu.tw/~ecl/Professor/IEICE_June_2004.pdf
Ako je to ono sto trazis (nije preterano informativno) pogledaj reference, pa pronadji njih.

Hvala POW R TOC H. to je ono od prilike sto mi treba samo obrnuto, I-V conveter. Pogledacu ovo mao deteljnije kao i reference i nadam se da cu naci ono sto mi treba. Jos jednom, hvala!

Pozdrav

Izvini, ja sam pomesao stvari Nadam se da ti je to bilo od pomoci...

branko_g ti je dao dobar odgovor.

Operacioni pojacivaci koji imaju vrlo malu pobudnu struju su uradjeni u CMOS tehnologiji, sta ces vise od toga. Mozda je pitanje: da li ti je diplomski rad uslovljen da mora biti sa diskretnim komponentama (CMOS tranzistorima) ili ne?

Ako ti profesor trazi da to bude uradjeno sa CMPS tranzistorima, onda je on promasio vreme, to se vise ne radi tako.

Pozdrav.

Korak, potrebno je da napravim IC koristeci CMOS tranzistore. Nesto slicno ovome sto je POW R TOC H postavio.

Aha, sada znamo o čemu je reč, o IC dizajnu.
Zar "tamo dole" nema neka upotrebljiva literatura na Engleskom?

Da, IC je u pitanju. Trebao sam verovatno to da kazem na samom pocetku. Pa ima dosta knjiga ali je meni potrebno da za par dana nadjem neku semu nekog slicnog konvertera koji bih ja posle trebao da modifikujem, sto znaci da za citanje nama bas nesto mnogo vremena, tj citanje tek dolazi. Gledao sam po netu i nasao dosta knjiga o samoj izradi (odnosno dizajniranju) IC-a, ali nema konvertora ovakve vrste. Inace sto se samog dizajniranja IC tice, nisam se do sada bas tako, da kazem detaljno, sustretao sa tim. Do sada je bilo principa kupis vec napravljen cip i ubacis ga u uredjaj ali je ovo drugacije, ovo je izrada cipova slicnih onima koje sam do sada koristio. Koliko sam shvatio, program za pravljenje tih cipova je dosta skup tako da su mnogi ljudi promorani da zaobidju dizajniranje i izradu IC-a sto je mene mozda jos malo vise zaintrrigiralo da uzmem ovaj projekat, mada i mnogi pricaju da je to neka buducnost, pogotovu projekti slicni ovom, gde se elektronika susrece sa medicinom i biomedicinom. U svakom slucaju, hvala za odgovor i trud.

Pozdrav

Kako sam ja razumeo tebi treba da meriš struju u području nA.
U tom slučaju ti ne preostaje drugo nego da primeniš jedam OPA(koji ćeš sam dizajnirati)
sa MOSFET tranzistorima na ulazu(zbog male ulazne struje) i koji ćeš spojiti kao jedan
tzv. "Transimpedance Amplifier". To je u stvari invertujući pojačavač sa OPA kod koga
ne postoji ulazni otpornik nego ulazna struja
ide direktno na -(invertovani) ulaz OPA.
Taj spoj se koristi da na primer malu struju fotodiode pretvori u napon.
Pri tome je ulazna impedansa ovog kola vrlo mala i predstavlja idealno opterećenje
za merenje struje.
Druga stvar na koju moraš pri ovom dizajnu da obratiš pažnju je izgled štampane ploče.
Oko ulaznih pinova je potrebno napraviti tzv. "Guard Ring" koji će na sebe primiti
sve struje curenja od napajanja prema ulaznim pinovima( Pogledaj Datasheet AD8751, strana 16)

Pozdrav Branko

U praksi nikada nisam radio ovo sto ti treba za diplomski. Naravno, diplomski treba da pokaze da nesto znas i ne mora da ima prakticnu vrednost. Praviti operacioni pojacivac sa diskretnim komponentama, sada kada je njihov izbor ogroman, je suludo. Ali, diplomski je diplomski, pa ti saljem jednu principijelnu semicu koju mozes da doradis ako ti nesto u njoj nedostaje.

Pozdrav.

Pa neće on da pravi IC od diskretnih komponenata, nego će koristiti programe za IC dizajn.
Ti programi prave maske za proizvodnju IC-a, na Silicijumu.
Pitanje je da li će on uopšte šta praviti ili se sve svodi na dizajn i simulaciju.
Na odgovor ćemo malo sačekati jed je čovek možda već otišao da spava(Australija).

Kao i obicno, Branko je u pravu

Znaci radi se samo o dizajnu i simulaciji. Posle ovoga se to salje u fabriku na proizvodnju sto se fakultet mozda i da radi (naravno malo pra prvo promeni) ali to nije moj projekat.
Ja trebam znaci da dizajniram i pokazem da ce IC da radi preko programa koje sam vec spomenuo koristeci "static design CMOS" i 0.18uCMOS biobioteku. Potrebno je da konvetor bude 12 bitan i "clock" nije potreban, sto znaci da se output (napon) menja kad i input (struja), naravno sa odredjenim zakasnjenjem.

Ono sto je meni potrebno sada je ta neka sema koju cu da modifikujem kao i "topology" koji planiram da koristim u dizajnu ovog projekta. Tu se ja gubim. Nisam siguran o kakvim "topology"-ima je rec. Znam samo da postoji neki tzv "pipe line topology" ali to planiram da danas ili sutra malo vise istrazim.
To je znaci projekat za ovaj semsetar, da nadjem neku semu koju bih modifikovao i da pokazem preko simulacija da taj konvertor radi kako treba. U drugom semestru dolazi layout i ono o cemu si ti Branko pricao, tj "Guard Ring". Zanima me da li bih mogao da uzmem semu nekog OPA i da nju iskoristim? I ako je to moguce, koji bi mi OPA predlozili? Takodje me zanima da li mi je i sta mi je potrebno sem tog OPA? Sta je ono sto bi trebalo da odredjuje input struju i da li mi je mozda potrebno nesto sto bi taj IC zastitilo od eventualne jace struje, zastitilo ili nekako ignorisalo npr 1A? (to je nesto dodatno sto bih ja mozda ukljucio u ovaj projekat)

Ljudi, mnogo mi znaci ovo sto mi pomazete i jako sam vam zahvalan. Ako imate bilo kakve jos predloge, pisite.


Pozdrav

Izvinjavam se, zaboravio sam i koraku da se zahvalim na postu i fajlu koji je poslao. Nisam ni ja nikad radio ovako nesto, zato mi je svaka pomoc jako dobrodosla. Zajedno ucimo i usavrsavamo se

Pozdrav

?
A ja mislio da se radi samo o analognom konvertoru, znači analogni ulaz[I]-analogni izlaz[U]?
Šta ti znači sad tih "12 bita"? Ne radi li se ipak o "Analog to Digital Converter(ADC)"?
Kod čisto analognih signala imaš: Offset(Current and Voltage), Drift(Current and Voltage),
Bias Current, PSRR(Power Suply Rejection Ratio), kod OPA i CMRR( Common Mode Rejection Ratio),
ali 12bit i "clock"?
O čemu se radi?

To je i mene bunilo. Profa je nesto spominjao tih 12 bitova ali mozda je mislio na deo koji sledi moj konvertor, tj ADC sa kojim ja nemam veze. Provericu sutra mada i ja mislim da sam pogresno nesto razumeo.

Kakve veze ovo ima sa mikrokontrolerima? Mozda je glupo pitanje, ne zelim ovim pitanjem nista lose, ali pratim vec temu i zanima me.

Pa i nema, sem tog IC-dizajna.
Uostalom Elktro Alek je isto pitanje postavio i u podforumu Elektronika
ali se tamo diskusija nije razvila kao ovde.
Nadam se da će naš student Alek kasnije da obogati ovaj forum i sa svojim prilozima o
dizajnu integrisanih kola, što je mislim za sve nas ovde* nepoznanica.
Ili ima li nekog ko se ovim stvarima ovde* profesionalno bavi ili studira ovu oblast?

*ovde je prostorna i jezička odrednica sa prostor zapadnog Balkana i Srpskog/Hrvatskog/Bošnjačkog jezika.

Pa postoje uslovi za projektni zadatak==crna kutija
Ulazni parametri (struja kolika min max ? kakva ?)
Izlazini parametri (napon (proporcionalan ulaznoj struji) koliki ? linearnost? temperaturni drift?
tacnost==12 bita .....