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Aluno - Carolina Luiza Rizental Machado - PIBITI/CNPq-FUNTTEL - Curso de Engenharia Elétrica (Eletron.,Eletrotec.,Telecom.) (MT) - Orientador : Eduardo Goncalves de Lima - Departamento de Engenharia Elétrica.

Título
PROJETO DE UM PA RF PARA PORTÁTEIS DE SISTEMAS DE COMUNICAÇÕES SEM FIO DE 4G

Área de conhecimento: 30406005 - Palavras-chave: amplificadores de potência; modelagem matamática; linearização.

O setor das telecomunicações evoluiu muito nas últimas décadas, passando do sistema 1G, que transmitia somente dados de voz, para o moderno Long Term Evolution (LTE) ou 4G que realiza a transferência de dados de voz, vídeo e imagens de maneira rápida e eficiente. Esses avanços foram impulsionados, principalmente, pelo desenvolvimento da tecnologia CMOS, que possibilitou a redução da escala dos elementos e a integração dos circuitos. Apesar das grandes vantagens desta tecnologia, um dos elementos responsáveis pela transmissão do sinal, o amplificador de potência (PA), sofre com as exigências de baixa tensão de alimentação impostas por ela e, portanto, é um dos dispositivos que mais apresenta dificuldades de projeto em CMOS. Motivado por esses desafios, este trabalho tem por objetivo estudar uma topologia de PA CMOS de alta eficiência que permita ao amplificador desenvolver altas potências de saída operando na frequência de utilização da tecnologia 4G LTE, 2,5 GHz. Assim sendo, o amplificador proposto é composto por quatro PAs, cada um com potência de saída de 25 dBm, reunidos por uma rede de combinação de potência da forma Distributed Active Transformer (DAT), que utiliza transformadores totalmente integrados ao circuito para enviar potência à carga. O resultado final foi um PA implementado na tecnologia CMOS 130 nm da IBM que entrega uma potência total de 31 dBm para uma carga de 50 ohms. Os PAs foram projetados com transistores operando em classe AB com o ponto de polarização mais próximo da classe B para garantir o rendimento mais alto possível em um arquitetura linear. Para torná-los mais robustos e, portanto, menos susceptíveis às perdas dos elementos passivos do circuito, os PAs foram projetados como cascodes convencionais. Esse PA faz parte de uma rede de amplificação de potência em Envelope Tracking (ET) que melhora ainda mais a eficiência do processo, pois na topologia ET a envoltória do sinal de entrada é monitorada, possibilitando que a tensão de alimentação do circuito seja controlada pela própria envoltória, diminuindo, ainda mais, as perdas do processo.