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[pt] EFEITO DAS NÃO-LINEARIDADES DE TRANSISTORES DE EFEITO DE CAMPO EM AMPLIFICADORES DE MICROONDAS / [en] EFFECTS OF NON-LINEARITIES OF FIELD-EFFECT TRANSISTORS IN MICROWAVE AMPLIFIERS

JOAO TAVARES PINHO 05 January 2007 (has links)
[pt] Este trabalho trata dos efeitos das não-linearidades de transistores de efeito de campo utilizados em amplificadores de microondas. Para tanto, o transistor é modelado por um circuito não- linear equivalente, cujos elementos são determinados através da medição dos parâmetros espalhamento do mesmo, na faixa de 3 GHz a 9 GHz, e com o auxílio de um programa de otimização de circuitos e outro de ajuste de curvas. O método de análise utilizado é o da expansão em série de Volterra, para o qual foi desenvolvido um programa computacional que permite a determinação dos ganhos de transdução e das potências de saída na freqüência fundamental e no terceiro produto de intermodulação, bem como do ponto de 1dB de compressão de ganho, da taxa de distorção de intermodulação de terceira ordem. Esse programa permite, ainda, a verificação da influência das impedâncias de fechamento fora da faixa, nas características de distorção de intermodulação. Através dessa análise pôde-se verificar que as terminações fora da faixa exercem pouca ou nenhuma influência nas características de distorção de intermodulação, com exceção das terminações na freqüência diferença, (freqüência de diferença = freqüência 2 - freqüência 1), onde pôde-se constatar uma redução de até 8dB no nível do terceiro produto de intermodulação, para uma escolha apropriada das impedâncias de fechamento nessa freqüência. Esses resultados, contudo, não podem ser considerados definitivos, uma vez que o modelo adotado não levou em consideração o fato do FET utilizado ser pré-adaptado. Também, devido ao transistor ter-se danificado durante as medições de intermodulação, tais resultados não puderam ser comprovados experimentalmente. / [en] This work deals with the effects of non-linear ities of field-effect transistors used in microwave amplifiers. To do so, the transistor is modeled by a non-linear equivalent circuit, with its components determined through the measurement of its scattering parameters, in the range of 3 GHz to 9GHz, and with the aid of a circuit optimization program and another for curve fitting. The method of analysis used is the Volterra series expansion, for which a computer program was developed, permitting the determination of the transducer gains and output powers in the fundamental frequency, and in the third-order intermodulation product, as well as the 1 dB compression point, the third-order intermodulation distortion ratio, and the third-order intercept point. This program also allows for the verification of the influence of out-of-band terminating impedances on the intermodulation distortion characteristics. Through this analysis it was possible to verify that the out-of-band terminations have little or no influence on the intermodulation distortion characteristics, with the exception of the terminations in the difference frequency, (difference frequency = frequency 2 - frequency 1), for which it was found a decrease of up to 8 dB in the third- order intermodulation product level, for the appropriate choice of these impedances. These results, however, cannot be said to represent the real behavior of the FET since the model used did not account for the internal matching of the device. Also, due to the fact that the transistor was damaged during the intermodulation measurements, such results could not be verified experimentally.

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