TE143 Circuitos de Rádio Frequência Prof. Wilson Artuzi 2014

Sistemas de RF

TX + RX

Radar Doppler 5-7 GHz

Placa de Circuito Impresso

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

Avaliação Prova escrita: nota máxima = 40 Exercícios: nota máxima = 10 Trabalho: nota máxima = 50 Nota do semestre = Soma das 3 notas Datas Prova escrita: 09/04 Apresentações dos trabalhos: 19, 21, 26 e 28/07 Exame final: 04/06 ?

1. Circuitos em 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

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 Vermelho: corrente elétrica Por onde passa a corrente de retorno do plano terra ? 1.1. Rádio Frequência

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

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

1 kHz

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

1 MHz

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

1.2. Componentes Ideais

1.2. Componentes Ideais

1.2. Componentes Ideais

Amplificador

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

Resistor Real

Resistor Real

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

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

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

M L1.L2>M² R1,R2

1.7. Diodo

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

1.8. Transistor Bipolar

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

1.8. Transistor Bipolar Modelo de Ebers-Moll para RF

1.9. Transistor FET

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

1.9. Transistor FET Modelo do Transistor FET para RF