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AMPLIFICADORES E MODULADORES UTILIZANDO MICROMECANISMOS Dalton L.R. Vidor, 1 e 2 Paulo C. Godoy e 1 Ignacio Iturrioz. 2 Universidade Luterana do Brasil.

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1 AMPLIFICADORES E MODULADORES UTILIZANDO MICROMECANISMOS Dalton L.R. Vidor, 1 e 2 Paulo C. Godoy e 1 Ignacio Iturrioz. 2 Universidade Luterana do Brasil 1 Universidade Federal do Rio Grande do Sul – Brasil 2

2 MICROMECANISMOS MEMS – Micro-Electro-Mechanical Systems São dispositivos eletromecânicos construídos no interior de chips. Utilizam as mesmas tecnologias de fabricação de semicondutores. Vigas, cascas e outros dispositivos com dimensões da ordem de unidades de micrometros.

3 Mercado de MEMS Formas e funções variadas: Sensores Acelerômetros, chaves, giroscópios, etc. Dispositivos móveis e atuadores Máquinas, contatos, espelhos, etc. Osciladores Ressonadores, filtros, moduladores, etc. Dispositivos diversos Emissores ou receptores de luz, sensores químicos, etc. US$ 5 bilhões em US$ 12,5 bilhões em 2010.

4 COMB DRIVE Dispositivo versátil (sensor e atuador). Movimentos impostos pelos campos elétricos. Filtros e osciladores que chegaram a 1,5Ghz. Possibilidade de utilização em telecomunicações.

5 Movimento e Modelo Equivalente

6 Exemplos de MEMS

7 Modelagem Força devido a voltagem aplicada: F={[ 0.A.V 2 ]/[2.(d 0 -u) 2 ]}- -{[ 0.A.V 2 ]/[2.(d 0 ) 2 ]} Onde: 0 – Permissividade do meio A – Área efetiva da porta V - Voltagem d 0 – Distância entre placas u – deslocamento da placa móvel

8 Testes Conservação de energia. Simulação com Elementos Finitos em ANSYS. Campo elétrico e forças calculadas a cada iteração. Sistema eletrônico de realimentação calculado a cada iteração. Avaliação dos dados com FFT (Fast- Fourier Transform).

9 OSCILADORES com MEMS (implementação)

10 Sistema de Rádio - Telecomunicações

11 Filtros com MEMS

12 Modulador AM e Amplificador

13 Modulador FM

14 Conclusões Moduladores AM e FM são implementáveis com MEMS. Um modulador AM pode operar como amplificador de um determinado sinal. Filtros com MEMS são muito seletivos e apropriados a telecomunicações. A carência de moduladores é minimizada com este trabalho. Não são utilizados transformadores, indutores ou capacitores, elementos de difícil implementação.

15 Mecânica x Eletrônica

16 Obrigado ! Dalton Luiz Rech Vidor


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