Low Voltage Low Power Analogue Circuits Design

Disertační práce je zaměřena na výzkum nejběžnějších metod, které se využívají při návrhu analogových obvodů s využití nízkonapěťových (LV) a nízkopříkonových (LP) struktur. Tyto LV LP obvody mohou být vytvořeny díky vyspělým technologiím nebo také využitím pokročilých technik návrhu. Disertační práce se zabývá právě pokročilými technikami návrhu, především pak nekonvenčními. Mezi tyto techniky patří využití prvků s řízeným substrátem (bulk-driven - BD), s plovoucím hradlem (floating-gate - FG), s kvazi plovoucím hradlem (quasi-floating-gate - QFG), s řízeným substrátem s plovoucím hradlem (bulk-driven floating-gate - BD-FG) a s řízeným substrátem s kvazi plovoucím hradlem (quasi-floating-gate - BD-QFG). Práce je také orientována na možné způsoby implementace známých a moderních aktivních prvků pracujících v napěťovém, proudovém nebo mix-módu. Mezi tyto prvky lze začlenit zesilovače typu OTA (operational transconductance amplifier), CCII (second generation current conveyor), FB-CCII (fully-differential second generation current conveyor), FB-DDA (fully-balanced differential difference amplifier), VDTA (voltage differencing transconductance amplifier), CC-CDBA (current-controlled current differencing buffered amplifier) a CFOA (current feedback operational amplifier). Za účelem potvrzení funkčnosti a chování výše zmíněných struktur a prvků byly vytvořeny příklady aplikací, které simulují usměrňovací a induktanční vlastnosti diody, dále pak filtry dolní propusti, pásmové propusti a také univerzální filtry. Všechny aktivní prvky a příklady aplikací byly ověřeny pomocí PSpice simulací s využitím parametrů technologie 0,18 m TSMC CMOS. Pro ilustraci přesného a účinného chování struktur je v disertační práci zahrnuto velké množství simulačních výsledků.The dissertation thesis is aiming at examining the most common methods adopted by analog circuits' designers in order to achieve low voltage (LV) low power (LP) configurations. The capability of LV LP operation could be achieved either by developed technologies or by design techniques. The thesis is concentrating upon design techniques, especially the non–conventional ones which are bulk–driven (BD), floating–gate (FG), quasi–floating–gate (QFG), bulk–driven floating–gate (BD–FG) and bulk–driven quasi–floating–gate (BD–QFG) techniques. The thesis also looks at ways of implementing structures of well–known and modern active elements operating in voltage–, current–, and mixed–mode such as operational transconductance amplifier (OTA), second generation current conveyor (CCII), fully–differential second generation current conveyor (FB–CCII), fully–balanced differential difference amplifier (FB–DDA), voltage differencing transconductance amplifier (VDTA), current–controlled current differencing buffered amplifier (CC–CDBA) and current feedback operational amplifier (CFOA). In order to confirm the functionality and behavior of these configurations and elements, they have been utilized in application examples such as diode–less rectifier and inductance simulations, as well as low–pass, band–pass and universal filters. All active elements and application examples have been verified by PSpice simulator using the 0.18 m TSMC CMOS parameters. Sufficient numbers of simulated plots are included in this thesis to illustrate the precise and strong behavior of structures.

SARS-CoV-2 vaccination modelling for safe surgery to save lives: data from an international prospective cohort study

Background: Preoperative SARS-CoV-2 vaccination could support safer elective surgery. Vaccine numbers are limited so this study aimed to inform their prioritization by modelling. Methods: The primary outcome was the number needed to vaccinate (NNV) to prevent one COVID-19-related death in 1 year. NNVs were based on postoperative SARS-CoV-2 rates and mortality in an international cohort study (surgical patients), and community SARS-CoV-2 incidence and case fatality data (general population). NNV estimates were stratified by age (18-49, 50-69, 70 or more years) and type of surgery. Best- and worst-case scenarios were used to describe uncertainty. Results: NNVs were more favourable in surgical patients than the general population. The most favourable NNVs were in patients aged 70 years or more needing cancer surgery (351; best case 196, worst case 816) or non-cancer surgery (733; best case 407, worst case 1664). Both exceeded the NNV in the general population (1840; best case 1196, worst case 3066). NNVs for surgical patients remained favourable at a range of SARS-CoV-2 incidence rates in sensitivity analysis modelling. Globally, prioritizing preoperative vaccination of patients needing elective surgery ahead of the general population could prevent an additional 58 687 (best case 115 007, worst case 20 177) COVID-19-related deaths in 1 year. Conclusion: As global roll out of SARS-CoV-2 vaccination proceeds, patients needing elective surgery should be prioritized ahead of the general population