Análise da eficiência de moduladores ASK implementados em tecnologia CMOS de 130 nanômetros, a partir da variação das dimensões de transistores

Abstract

Com a ascensão da tecnologia e o avanço da comunicação entre dispositivos, a internet das coisas (Internet of Things - IoT) tem tornado possível a conexão de maneira precisa em diversas áreas do cotidiano, como: equipamentos médicos, carros autônomos, automação industrial, casas inteligentes, dentre outras. Como consequência do avanço tecnológico, a crescente geração de dados a serem armazenados cresce de forma proporcional, necessitando de processamento e amostragem cada vez mais eficientes, a fim de acompanhar de forma eficaz esse crescimento. Para que a comunicação entre os dispositivos seja possível, além dos processos de codificação, multiplexação e filtragem, ocorrem operações de modulações de sinal para que sejam transmitidas as informações e, uma das técnicas utilizadas para realizar essas operações é a modulação ASK (Amplitude Shitf-Keying), que consiste em um chaveamento por deslocamento de amplitude que irá converter um sinal digital em um sinal analógico. Para esse tipo de modulador, existem algumas topologias que constroem o circuito, utilizando diversos transistores, capacitores, resistores e até mesmo CI’s, entretanto, com o advento da tecnologia, urge dispositivos que sejam portáteis, requerendo topologias simples. Portanto, o trabalho apresenta uma análise acerca da influência da largura do canal (W) e o comprimento do canal (l) de transistores, em tecnologia CMOS 130nm, no comportamento do sinal de um modulador ASK, atuando na banda de 2,4GHz, utilizando também de ferramentas open source, com o uso do XSchem e Ngspice para realizar simulações variando os parâmetros do transistor. Os resultados apontaram no sentido de que o sinal é afetado a partir da alteração dos parâmetros do transistor, em que para 𝑤=6𝜇𝑚 𝑒 𝑙=0,15𝜇𝑚, quando comparado com as demais simulações, em que quanto maior o valor da largura de canal do transistor, maior a eficiência e a otimização do sinal amplificado. Todos esses acontecimentos têm como consequência impor limites na margem de valores selecionados para análise do canal, que podem vir a dificultar a modulação e o envio dos sinais.