TE143 Circuitos de Rádio Frequência

1. TE143 Circuitos de Rádio Frequência Prof. Wilson Artuzi 2012

2. Sistemas de RF

3. TX + RX

4. Radar Doppler 5-7 GHz

5. Placa de Circuito Impresso

6. Programa • Circuitos em Rádio Frequência • Linhas de Transmissão • Casamento de Impedâncias • Parâmetros de Espalhamento • Filtros • Circuitos Passivos • Circuitos Ativos

7. Avaliação • Prova escrita: nota máxima = 40 • Exercícios: nota máxima = 10 • Trabalho: nota máxima = 50 • Nota do semestre = Soma das 3 notas • Datas • Prova escrita: 05/06 • Apresentações dos trabalhos: 15, 17, 22 e 24/07 • Entrega do trabalho: 30/07 • Exame final: 07/08

8. 1.1. Rádio Frequência • ELF e VLF: 300 Hz a 30 kHz • LF, MF e HF: 30 kHz a 30 MHz • VHF e UHF: 30 MHz a 3 GHz • SHF e EHF: 3 GHz a 300 GHz 1. Circuitos em Rádio Frequência

9. Problema de Rádio Frequência • Placa de Circuito Impresso com trilha em U • Fonte e Carga conectadas nas extremidades da trilha • Azul: plano terra • Verde: trilha • Vermlho: corrente elétrica Por onde passa a corrente de retorno do plano terra ? 1.1. Rádio Frequência

10. Corrente Contínua O caminho mais curto de retorno porque apresenta a menor resistência. 1.1. Rádio Frequência

11. Frequência Baixa Além da resistência, o laço fechado pela corrente produz um efeito indutivo devido ao fluxo magnético através da área em amarelo. 1.1. Rádio Frequência

12. 1 kHz

13. Frequência Alta À medida que a frequência aumenta, a reatância indutiva passa a ser maior que a resistência, logo o caminho de menor impedância é o que apresenta a menor indutância. 1.1. Rádio Frequência

14. 1 MHz

15. Linha de Transmissão Quando a corrente de retorno segue por debaixo da trilha, surge um efeito capacitivo que ocorre simultaneamente com o indutivo produzindo uma linha de transmissão. 1.1. Rádio Frequência

16. 1.2. Componentes Ideais

17. 1.2. Componentes Ideais

18. 1.2. Componentes Ideais

19. Amplificador

20. 1.3. Resistor Real • R: resistência desejada • C: capacitância interna do substrato • Rs: resistência de contato dos terminais • L: indutância dos terminais • Cp: capacitância externa dos terminais

21. Resistor Real

22. Resistor Real

23. 1.4. Capacitor Real • Rp: resistência de fuga (dielétrico) • C: capacitância desejada • R: resistência de contato dos terminais • ESR (external series resistance) • L: indutância dos terminais • Cp: capacitância externa dos terminais

26. 1.5. Indutor Real • R: resistência do fio • L: indutância desejada • C: capacitância entre espiras

28. 1.6. Transformador • L1 e L2: autoindutâncias desejadas • M: indutância mútua desejada • R1 e R2: resistências dos fios • C1 e C2: capacitâncias entre espiras • C12: capacitância entre enrolamentos

29. M L1.L2>M² R1,R2

30. 1.7. Diodo

31. 1.7. Diodo • Schottky: junção metal-semicondutor • Detetor • Misturador • Varactor: junção gradualmente dopada • Capacitância controlada por tensão • PIN: semicondutor não dopado na junção • Chave controlada por corrente • Atenuador controlado por corrente

32. 1.8. Transistor Bipolar

33. 1.8. Transistor Bipolar • BJT: Bipolar Junction Transistor (Si) • HBT: Heterojunction Bipolar Transistor (SiGe, InAlAs)

34. 1.8. Transistor Bipolar Modelo de Ebers-Moll para RF

35. 1.9. Transistor FET

36. 1.9. Transistor FET • MESFET: Metal-Semiconductor FET (GaAs, GaN, SiC) • HEMT: High Electron Mobility Transistor (GaAlAs)

37. 1.9. Transistor FET Modelo do Transistor FET para RF