Design and implementation of a four terminal floating amplifier and its application in analog electronics

Abstract

The field of analog electronics has developed and matured for the past two decades. Within this field, design of analog amplifiers has received attention due to changes in technology. Amplifier circuits, considered analog devices, are found anywhere in many house electronic appliances. A variety of these devices such as the Operational Amplifier, a dominant one, Fully Differential Amplifiers, Current Feedback, and Current Conveyors are found wide spread in the integration of these electronic appliances. However, the operational amplifier is not the only device available for design and integration of complex systems. Different systems implementations call for different analog devices that suite a particular specification. This thesis presents the design and implementation of a rare, analog amplifier, active device: The Four Terminal Floating Nullor. A brief history and development of this device is presented. Circuit blocks and schematic representation from literature are shown to illustrate the different ways it has been design. Different approaches for these devices are presented with their corresponding SPICE simulations. Also, a wide variety of applications are presented where this device performs as a replacement of the Operational Amplifier.

El campo de la electrónica análoga ha estado en desarrollo y constante cambio en las últimas dos décadas. Dentro de este campo, el diseño de amplificadores análogos ha recibido atención debido a los cambios en tecnología. Los amplificadores, considerados dispositivos análogos, pueden encontrarse en muchos de los equipos electrónicos de un hogar. Una variedad de estos dispositivos tales como el Amplificador Operacional, uno de los más dominantes en el mercado, “Current Feedback” y “Current Conveyor” ha encontrado una integración amplia en los equipos electrónicos de hoy día. Sin embargo, el amplificador operacional no es el único dispositivo activo disponible para el diseño e integración de sistemas complejos. Esta tesis presenta el diseño e implementación de un amplificador análogo: Amplificador Operacional de Salida Flotante. Una breve historia y desarrollo de este dispositivo se presenta. La representación esquemática de la literatura se demuestra para ilustrar las diversas maneras que se ha puesto en ejecución. Una variedad de circuitos de estos dispositivos es presentada con sus simulaciones correspondientes en SPICE. También, una gran variedad de aplicaciones son presentadas donde este dispositivo se usa como reemplazo del amplificador operacional.