نمایش چکیده فارسی

Design of a High-Speed, Low-Noise Operational Amplifier Using FinFET Technology for Next-Generation Telecommunication Systems

Yasaman Mosaferchi1 Arash Azizpor2 Fatemeh Yazdi3 Pourya Ahmadi Amirabadi4

Abstract :
This paper presents a comprehensive architecture for a wideband, ultra-low-noise operational amplifier (Op-Amp) implemented in advanced 7nm FinFET technology. As wireless communication standards evolve toward 5G-Advanced and 6G, analog interfaces require operational amplifiers featuring multi-gigahertz bandwidth, ultra-low equivalent input noise density, and high dynamic range, all while operating under severely constrained supply voltages. To address the low intrinsic transistor gain and the significant flicker and thermal noise associated with nanoscale FinFET dimensions, a hybrid topology—combining Multi-Feedforward Controlled Miller Compensation (MFMC) with optimized PMOS differential sizing—is introduced. Theoretical formulations for noise spectral densities and small-signal transfer functions have been rigorously derived. Extensive simulations in the HSPICE environment, utilizing BSIM-CMG predictive models in 7nm technology, validate this theoretical framework. Operating from a 0.8V supply and consuming 3.1 mW of power, the proposed operational amplifier (Op-Amp) achieves an open-loop DC voltage gain of 68.4 dB, a unity-gain bandwidth (UGB) of 4.2 GHz with a phase margin of 64.5 degrees, and a specific input-referred noise density at 100 MHz.

Keywords : operational amplifier (op amp) 7nm finfet technology low noise amplifiers (lnas) feedforward compensation 5g/6g communication systems


زبان مقاله : انگلیسی
محور مقاله : مهندسی برق
محل انتشار : سومین کنفرانس بین المللی رویکردهای نوین در مهندسی و علوم پایه
آدرس وب سایت کنفرانس : icnabs.ir
کد IOI مقاله : ABGZ-ABKGFD
لینک مستقیم مقاله : https://isnac.ir/ABGZ-ABKGFD
نمایش چکیده فارسی : https://isnac.ir/SA/ABGZ-ABKGFD

سایر مقالات ارائه دهنده
  1. Optimizing the Structure of Triboelectric Nanogenerators (TENG) via Nanoparticle Deposition to Enhance Power Density in Low-Frequency Vibration Energy Harvesting
  2. Development of high-efficiency, ultra-wideband power amplifiers using advanced and variable impedance matching techniques
  3. Performance Analysis of Thermoelectric Systems for Recovering Internal Combustion Engine Waste Heat to Power Wireless Sensors
  4. Analysis Reduction of High-Order Intermodulation Distortion (IMD) in Power Amplifiers Using Current Neutralization Techniques
  5. Power Density Optimization in Gallium Nitride (GaN)-Based Power Amplifiers for Radar and Satellite Communication Applications
  6. Performance Evaluation of Self-Powered Piezoelectric Sensors for Crack and Corrosion Detection in Metal Structures Using Energy Harvesting Technology
  7. Design of a High-Speed, Low-Noise Operational Amplifier Using FinFET Technology for Next-Generation Telecommunication Systems
  8. A Review of Recent Advances in Nanoparticle-Enhanced 1–3 Piezoelectric Composite Sensors for High-Sensitivity and Broadband Medical Imaging
  9. Power Management Strategies Incorporating Thermal Considerations for Integrated Power Amplifiers in Digital Phased-Array Systems
  10. Design and Optimization of a Sub-threshold Differential Amplifier for Ultra-low-power Biosignal Processing Applications
  11. Comparative Analysis and Performance Enhancement of FinFET-Based Differential Amplifiers for High-Speed Telecommunication Systems
  12. Design of a High-Linearity Power Amplifier Using Feedback Structures at High Frequencies
  13. A Review of Thermoelectric Energy Harvesting Circuits and Methods for Self-Powered Wireless Sensor Nodes and the Internet of Things
سایر مقالات محل انتشار
  1. Analysis of Vulnerabilities and Provision of Advanced Security Solutions for Communication Protocols in Air Traffic Control Networks
  2. بهینه سازی مصرف انرژی در ساختمانهای بلند با استفاده از مصالح نوین کامپوزیتی
  3. مقایسه و ارزیابی روش‌های محصورسازی الکترواستاتیکی اینرسی (IECF)برای دستیابی به شرایط همجوشی هسته‌ای
  4. Enhancing Clinical Trust in Deep Learning Models Through Grad-CAM-Based Explainability in Radiology Image Classification
  5. Galvanic Corrosion in Composites: Mechanisms, Environmental Coupling, and Design Strategies
  6. طراحی و پیاده‌سازی کنترل‌کننده فازی و تولید مسیرهای حداقل شتاب و حداقل اسنپ برای رهگیری نرم و سریع مسیر توسط پهپاد چهارملخه
  7. طراحی الگوی جامع مدیریت فضای سبز مبتنی بر سامانه‌های هوشمند و گزارش‌گری مردمی (مطالعه موردی: شهرداری الیگودرز)
  8. ارزیابی پیامدهای حذف چمن‌های پرمصرف و جایگزینی با پوشش‌های گیاهی کم‌نیاز در بوستان‌های شهری (مطالعه موردی: شهر الیگودرز)
  9. ارائه امنيت سايبري بر هوش مصنوعي و فدرال براي زيرساختهاي حياتي صنعتي مرتبط با اينترنت اشيا
  10. طراحی و اعتبارسنجی مدل‌های زبانی بزرگ دوزبانه (فارسی-انگلیسی) حوزه تخصصی پزشکی با رویکرد یادگیری انتقالی و بهینه‌سازی تنظیم دقیق
  11. مقاوم‌سازی لرزه‌ای ساختمان‌های فولادی بلند با استفاده از میراگرهای ویسکوز، اصطکاکی و تسلیمی نوین
  12. Harnessing Artificial Intelligence for the In Silico Design of Synergistic Antimicrobial Therapies Against Multidrug-Resistant Biofilms
  13. Role, Challenges, and Educational Needs of Emergency Nurses in Breaking Bad News to Patients: A Cross-Sectional Study
  14. Optimizing the Structure of Triboelectric Nanogenerators (TENG) via Nanoparticle Deposition to Enhance Power Density in Low-Frequency Vibration Energy Harvesting
  15. Development of high-efficiency, ultra-wideband power amplifiers using advanced and variable impedance matching techniques