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Título
ESTUDO E PROJETO DE CIRCUITOS INTEGRADOS DE RADIOFREQUÊNCIA

Aluno: Renan Krzesinski - PIBIC/UFPR-TN - Curso de Engenharia Elétrica (N) - Orientador: Bernardo Rego Barros de Almeida Leite - Departamento de Engenharia Elétrica - Área de conhecimento: 30403030 - Palavras-chave: radiofrequência; microeletrônica; amplificador.

Amplificadores de potência (PAs) são parte fundamental de qualquer transmissor de radiofrequência (RF). As principais propriedades de um amplificador de potência para RF devem ser ganho de potência, linearidade da potência de saída e rendimento. O elemento constituinte básico do PA proposto é o transistor de efeito de campo (MOSFET) da tecnologia IBM CMOS 130 nm. O objetivo deste trabalho consiste em projetar um PA CMOS para operar na frequência de 2,4 GHz, que é uma frequência reservada para aplicações industriais, científicas e médicas (ISM), entre elas, os padrões de Wi-Fi, Bluetooth e Zigbee. O ambiente de projeto utilizado é o Cadence Virtuoso. Inicialmente foi feito um esquemático contendo apenas um transistor MOSFET na configuração fonte-comum, uma porta de entrada e uma porta de saída. A partir dele foram feitas simulações DC, para determinar o ponto de polarização do transistor. Na sequência, foram feitas simulações de parâmetros S, para avaliar o comportamento em pequeno sinal do transistor, incluindo a estabilidade do amplificador e a impedância da porta de entrada. Então, partiu-se para as simulações Harmonic Balance (HB), que têm como objetivo avaliar o funcionamento do amplificador para grandes sinais. Em seguida foram realizadas as configurações necessárias para processar simulações HB do tipo Load-Pull, em que diferentes impedâncias são conectadas como carga do amplificador e este tem seu comportamento avaliado nos diversos casos. Pôde-se julgar, assim, a partir dos contornos na Carta de Smith de ganho de potência, linearidade (através do ponto de compressão do ganho de 1dB referido à saída) e rendimento de potência acrescentada (PAE), qual é a impedância de saída ótima para o amplificador. Uma vez dimensionado o transistor e definidas as impedâncias de entrada e saída, foram projetados os circuitos de casamento de impedância, finalizando o projeto do esquemático do PA.