Modelo de grandes sinais para transistores HEMT aplicado a síntese de circuitos não lineares de microondas.

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 1991
Autor(a) principal: Correra, Fatima Salete
Orientador(a): Não Informado pela instituição
Banca de defesa: Não Informado pela instituição
Tipo de documento: Tese
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
Programa de Pós-Graduação: Não Informado pela instituição
Departamento: Não Informado pela instituição
País: Não Informado pela instituição
Palavras-chave em Português:
Link de acesso: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3140/tde-06032025-101629/
Resumo: O tema central desta tese é o estudo do comportamento não-linear de transistores de efeito de campo empregando heteroestrutura de A1GaAs/GaAs com modulação de dopagem, denominados HEMTs. São apresentados o estado atual da arte e os fundamentos teóricos referentes a esse dispositivo. É proposto um modelo original para o HEEMT, que fornece uma representação unificada do dispositivo em DC e em micro-ondas, em regime de pequenos sinais e de grandes sinais. Descreve-se o equacionamento utilizado na implantação do modelo desenvolvido para HEMTs no simulador de circuitos SPICE. É apresentado um método para extração dos parâmetros do modelo proposto para HEMTs, bem como sua aplicação ao modelamento de um transistor comercialmente disponível. É realizada a comprovação do modelo, comparando-se resultados experimentais com os obtidos através do modelo do HEMT, relativos a características estáticas e ao desempenho do transistor na faixa de micro-ondas, tanto em operação linear, como não-linear. É proposto um novo método de síntese de circuitos não-lineares de micro-ondas, empregando o modelo não-linear desenvolvido para HEMTs e o simulador de circuitos SPICE. Discute-se a aplicação desse método de síntese a osciladores e multiplicadores de frequências, apresentando-se o projeto, realização e resultados experimentais de osciladores em 9 e 18 GHz e de dobrador de frequências de 6/12 GHz. Os resultados experimentais obtidos validaram o modelo do HEMT e o método de síntese de circuitos não lineares propostos nesta tese, apresentando características otimizadas, inéditas para esse dispositivo, destacando-se: geração de +14,5 dBm e eficiência de 30% - oscilador de 9 GHz, e ganho de multiplicação de 10 dB para o dobrador de frequências de 6/12 GHz.
id USP_c2c43f7a695bd17e85460ccb3d72c607
oai_identifier_str oai:teses.usp.br:tde-06032025-101629
network_acronym_str USP
network_name_str Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP
repository_id_str
spelling Modelo de grandes sinais para transistores HEMT aplicado a síntese de circuitos não lineares de microondas.Untitled in englishTransistoresTransistorsO tema central desta tese é o estudo do comportamento não-linear de transistores de efeito de campo empregando heteroestrutura de A1GaAs/GaAs com modulação de dopagem, denominados HEMTs. São apresentados o estado atual da arte e os fundamentos teóricos referentes a esse dispositivo. É proposto um modelo original para o HEEMT, que fornece uma representação unificada do dispositivo em DC e em micro-ondas, em regime de pequenos sinais e de grandes sinais. Descreve-se o equacionamento utilizado na implantação do modelo desenvolvido para HEMTs no simulador de circuitos SPICE. É apresentado um método para extração dos parâmetros do modelo proposto para HEMTs, bem como sua aplicação ao modelamento de um transistor comercialmente disponível. É realizada a comprovação do modelo, comparando-se resultados experimentais com os obtidos através do modelo do HEMT, relativos a características estáticas e ao desempenho do transistor na faixa de micro-ondas, tanto em operação linear, como não-linear. É proposto um novo método de síntese de circuitos não-lineares de micro-ondas, empregando o modelo não-linear desenvolvido para HEMTs e o simulador de circuitos SPICE. Discute-se a aplicação desse método de síntese a osciladores e multiplicadores de frequências, apresentando-se o projeto, realização e resultados experimentais de osciladores em 9 e 18 GHz e de dobrador de frequências de 6/12 GHz. Os resultados experimentais obtidos validaram o modelo do HEMT e o método de síntese de circuitos não lineares propostos nesta tese, apresentando características otimizadas, inéditas para esse dispositivo, destacando-se: geração de +14,5 dBm e eficiência de 30% - oscilador de 9 GHz, e ganho de multiplicação de 10 dB para o dobrador de frequências de 6/12 GHz.The main subject of this thesis in the study of the non-linear behavior of HEMTs, high electron mobility transistors, employing A1GaAs/GaAs modulation doped heterostructure. The basic theoretical concepts concerning the device operation are extensively covered and its state of art is presented. An original analytical non-linear model is introduced for the HEMT, providing an unified transistor representation at DC and microwave frequencies, under small-signal and large-signal operating conditions. The HEMT model equations were implemented at the SPICE nonlinear simulator. A method for extracting the HEMT model parameters is described as well as its application to a commercially available transistor. The HEMT model capability is demonstrated by comparing a set of experimental results at static and small-signal and large-signal microwave operation with the ones theoretically predicted. A new method is proposed for synthesizing non-linear microwave circuits employing the large signal model proposed for the HEMT and the SPICE simulator. The general application of this method to the synthesis of oscillators and frequency multipliers are discussed with emphasis on power output and multiplication efficiency. The synthesis method proposed was used to design oscillators at 9 and 18 GHz and a frequency doubler from 6 to 12 GHz. The main experimental results obtained from the circuit prototypes are +14,5 dBm output power and 30% efficiency for the 9 GHz oscillator, +11,0 dBm output power for the 18 GHz oscillator and 10 dB multiplication gain with +8,5 dBm output power for the 6/12 GHz frequency doubler. These results excels the ones found in the literature and fully validate the large-signal HEMT model and the design method introduced by this thesis.Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USPPinto, Jose Kleber da CunhaCorrera, Fatima Salete1991-05-15info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisapplication/pdfhttps://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3140/tde-06032025-101629/reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USPinstname:Universidade de São Paulo (USP)instacron:USPLiberar o conteúdo para acesso público.info:eu-repo/semantics/openAccesspor2025-03-06T13:24:02Zoai:teses.usp.br:tde-06032025-101629Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttp://www.teses.usp.br/PUBhttp://www.teses.usp.br/cgi-bin/mtd2br.plvirginia@if.usp.br|| atendimento@aguia.usp.br||virginia@if.usp.bropendoar:27212025-03-06T13:24:02Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP - Universidade de São Paulo (USP)false
dc.title.none.fl_str_mv Modelo de grandes sinais para transistores HEMT aplicado a síntese de circuitos não lineares de microondas.
Untitled in english
title Modelo de grandes sinais para transistores HEMT aplicado a síntese de circuitos não lineares de microondas.
spellingShingle Modelo de grandes sinais para transistores HEMT aplicado a síntese de circuitos não lineares de microondas.
Correra, Fatima Salete
Transistores
Transistors
title_short Modelo de grandes sinais para transistores HEMT aplicado a síntese de circuitos não lineares de microondas.
title_full Modelo de grandes sinais para transistores HEMT aplicado a síntese de circuitos não lineares de microondas.
title_fullStr Modelo de grandes sinais para transistores HEMT aplicado a síntese de circuitos não lineares de microondas.
title_full_unstemmed Modelo de grandes sinais para transistores HEMT aplicado a síntese de circuitos não lineares de microondas.
title_sort Modelo de grandes sinais para transistores HEMT aplicado a síntese de circuitos não lineares de microondas.
author Correra, Fatima Salete
author_facet Correra, Fatima Salete
author_role author
dc.contributor.none.fl_str_mv Pinto, Jose Kleber da Cunha
dc.contributor.author.fl_str_mv Correra, Fatima Salete
dc.subject.por.fl_str_mv Transistores
Transistors
topic Transistores
Transistors
description O tema central desta tese é o estudo do comportamento não-linear de transistores de efeito de campo empregando heteroestrutura de A1GaAs/GaAs com modulação de dopagem, denominados HEMTs. São apresentados o estado atual da arte e os fundamentos teóricos referentes a esse dispositivo. É proposto um modelo original para o HEEMT, que fornece uma representação unificada do dispositivo em DC e em micro-ondas, em regime de pequenos sinais e de grandes sinais. Descreve-se o equacionamento utilizado na implantação do modelo desenvolvido para HEMTs no simulador de circuitos SPICE. É apresentado um método para extração dos parâmetros do modelo proposto para HEMTs, bem como sua aplicação ao modelamento de um transistor comercialmente disponível. É realizada a comprovação do modelo, comparando-se resultados experimentais com os obtidos através do modelo do HEMT, relativos a características estáticas e ao desempenho do transistor na faixa de micro-ondas, tanto em operação linear, como não-linear. É proposto um novo método de síntese de circuitos não-lineares de micro-ondas, empregando o modelo não-linear desenvolvido para HEMTs e o simulador de circuitos SPICE. Discute-se a aplicação desse método de síntese a osciladores e multiplicadores de frequências, apresentando-se o projeto, realização e resultados experimentais de osciladores em 9 e 18 GHz e de dobrador de frequências de 6/12 GHz. Os resultados experimentais obtidos validaram o modelo do HEMT e o método de síntese de circuitos não lineares propostos nesta tese, apresentando características otimizadas, inéditas para esse dispositivo, destacando-se: geração de +14,5 dBm e eficiência de 30% - oscilador de 9 GHz, e ganho de multiplicação de 10 dB para o dobrador de frequências de 6/12 GHz.
publishDate 1991
dc.date.none.fl_str_mv 1991-05-15
dc.type.status.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.type.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/doctoralThesis
format doctoralThesis
status_str publishedVersion
dc.identifier.uri.fl_str_mv https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3140/tde-06032025-101629/
url https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3140/tde-06032025-101629/
dc.language.iso.fl_str_mv por
language por
dc.relation.none.fl_str_mv
dc.rights.driver.fl_str_mv Liberar o conteúdo para acesso público.
info:eu-repo/semantics/openAccess
rights_invalid_str_mv Liberar o conteúdo para acesso público.
eu_rights_str_mv openAccess
dc.format.none.fl_str_mv application/pdf
dc.coverage.none.fl_str_mv
dc.publisher.none.fl_str_mv Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
publisher.none.fl_str_mv Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
dc.source.none.fl_str_mv
reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP
instname:Universidade de São Paulo (USP)
instacron:USP
instname_str Universidade de São Paulo (USP)
instacron_str USP
institution USP
reponame_str Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP
collection Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP
repository.name.fl_str_mv Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP - Universidade de São Paulo (USP)
repository.mail.fl_str_mv virginia@if.usp.br|| atendimento@aguia.usp.br||virginia@if.usp.br
_version_ 1839839140203462656