Capítulo 5 - Engenharia Eletrica

CAPÍTULO 5
MODELAGEM DE
COMPONENTES ATIVOS EM RF
TE 043 CIRCUITOS DE RÁDIO-FREQÜÊNCIA
5.1 TIPOS DE DIODOS
5.1.1 Diodo de Junção
I  I 0 eVA VT  1
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5.1.2 Diodo Schottky

I  I0 e
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V A  I R S 
VT

1
5.1.3 Diodo PIN
I  I S eVA
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2VT
 1
5.1.4 Diodo IMPATT
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5.1.5 Diodo Túnel
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5.2 MODELOS DE DIODOS
5.2.1 Modelo não Linear do Diodo
I  I S eVA ( nVT )  1
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C  C J  Cd
CJ – Capacitância de junção ou depleção
Cd – Capacitância de difusão
CJ 0

 1  V V m ,V A  Vm
A
diff

CJ  


CJ 0
V

V

A
m
1  m
,V A  Vm
m


 1  V V 
V

V
diff
m 
A
diff


I S  T VA
Cd 
e nVT 
nVT
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T – tempo de transição
Dependência com a temperatura
•Corrente de saturação reversa
•Energia do “bandgap”
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5.2.2 Modelo Linear do Diodo (pequenos sinais)
IQ  I S
IQ
1
dI D
Gd 



Rd dV A VQ
nVT
nVT
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5.3 TRANSISTOR BIPOLAR DE JUNÇÃO
Construção interdigital
•Diminuir a resistência
base-emissor
•Reduz o ruído térmico
•Alta potência
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TRANSISTOR BIPOLAR DE HETEROJUNÇÃO
• Alto ganho de corrente
sem necessidade de
dopar excessivamente o
emissor
• Aumento da injeção de
portadores devido às
camadas adicionais de
semicondutor
• Altas freqüências
operação (100 GHz)
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de
5.4 MODELAGEM DO TRANSISTOR BIPOLAR
5.4.1 Modelos de Grandes Sinais
Convenção de tensões e correntes
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Modelo de Ebers-Moll
IE  R IR  IF
IC   F I F  I R
Correntes de diodo
I R  I CS eVBC VT  1
I F  I ES eVBE VT  1
 F I ES   R I CS  I S
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Modo ativo direto
• Diodo base-emissor conduzindo
• Diodo base-coletor reverso
• IR ≈ 0
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Modo ativo reverso
• Diodo base-emissor reverso
• Diodo base-coletor conduzindo
• IF ≈ 0
Modelo
dinâmico
incluindo
capacitâncias de difusão e de junção
Modelo
incluindo
efeitos
parasitas do encapsulamento
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Modelo de Transporte
IE  
I CC
F
I C  I CC 
 I EC
I EC
R
I CC  I S eVBE VT  1
I EC  I S eVBC VT  1
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I com  I CC  I EC
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Na região ativa direta
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5.4.2 Modelos de Pequenos Sinais
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Representação pelos parâmetros h
vbe  h11ib  h12vce
ic  h21ib  h22vce
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Modelo de alta Freqüência
Efeito Miller
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Demonstração do Teorema de Miller
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Freqüência de Transição
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Exemplo de Projeto
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Circuito de Polarização
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Modelo completo do transistor
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TE 043 CIRCUITOS DE RÁDIO-FREQÜÊNCIA
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5.5 TRANSISTORES DE EFEITO DE CAMPO
5.5.1 Tipos de FETs
MOSFET
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JFET
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MESFET
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HEMT
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5.6 MODELAGEM DO MESFET
Funcionamento
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5.6.1 Modelo de Grandes Sinais
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Modelo Dinâmico
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5.6.2 Modelo de Pequenos Sinais
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Modelo de alta freqüência
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