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
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.
Mercado de MEMS Formas e funções variadas: US$ 5 bilhões em 2005. 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 2005. US$ 12,5 bilhões em 2010.
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.
Movimento e Modelo Equivalente
Exemplos de MEMS
Modelagem Força devido a voltagem aplicada: F={[0.A.V2]/[2.(d0-u)2]}- Onde: 0 – Permissividade do meio A – Área efetiva da porta V - Voltagem d0 – Distância entre placas u – deslocamento da placa móvel
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).
OSCILADORES com MEMS (implementação)
Sistema de Rádio - Telecomunicações
Filtros com MEMS
Modulador AM e Amplificador
Modulador FM
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.
Mecânica x Eletrônica
Obrigado ! Dalton Luiz Rech Vidor dvidor@cpovo.net