Bachelorarbeit | Seit Juni 2026

Systematic Design of a Low-Power Gm-C Filter

Aktuell existiert die mit einem Python-Sizing-Skript dimensionierte und simulierte, voll differenzielle Gm-Zelle. Der darauf aufbauende Filterentwurf hat erst begonnen; weder ein vollständiges ideales noch ein transistorbasiertes Filtermodell liegt derzeit vor.

Analog IC DesignIHP SG13G2gm/IdPythonXschemngspiceCACEPVT

DC-Sweep der effektiven Transkonduktanz über der differentiellen Eingangsspannung

Arbeitsweise

Von der dimensionierten Gm-Zelle zum geplanten Filter

Dimensionierung

Transistorbasierte Dimensionierung der voll differenziellen, source-degenerated Gm-Zelle mit gm/Id-Auswertungen und Python-Skripten.

Schaltungssimulation

Aufbau und Analyse in Xschem/ngspice einschließlich Arbeitspunkten, AC-Verhalten, Rauschen, Enable und Common-Mode-Verhalten.

Charakterisierung

Automatisierte CACE-Sweeps über Prozess, Versorgung und Temperatur, um Zielwerte und noch offene Grenzfälle nachvollziehbar zu machen.

Aktueller Stand

Ergebnisse mit klaren Grenzen

Die Gm-Zelle wurde mit einem Python-Sizing-Skript dimensioniert, in Xschem/ngspice aufgebaut und mit CACE über Prozess, Versorgung und Temperatur charakterisiert. Die Auswertung macht Zielwerte und noch offene Grenzfälle nachvollziehbar; insbesondere Bandbreite, Common-Mode-Verhalten, Power-down und Sättigungsreserve werden nicht pauschal als erfüllt dargestellt.

Als nächste Schritte folgen zunächst die weitere Ausarbeitung der Filtertopologie und ein ideales Filtermodell. Erst danach wird die Gm-Zelle in den vollständigen Filter integriert und das Gesamtsystem verifiziert.