Neste trabalho de mestrado são descritos o projeto, a montagem e os testes de funcionamento de uma câmara porta amostra para medidas elétricas de quatro pontas de prova dc. A estrutura da câmara porta amostra é em material cerâmico, que garante a estabilidade física e química do sistema, prolongando sua vida útil e melhorando a qualidade das análises realizadas. Este sistema permite a realização de medidas elétricas de diferentes materiais desde a temperatura ambiente até ~1500 °C em ampla faixa de pressões parciais de oxigênio. A funcionalidade da câmara porta amostras foi avaliada por meio da comparação de medidas da dependência da resistividade elétrica com a temperatura de amostras de zircônia estabilizada com ítria. Visando à aferição e a aplicação deste sistema de medidas elétricas, foram fabricados e caracterizados compósitos à base de zircônia estabilizada com ítria e nitreto de titânio, obtidos pela técnica de sinterização por plasma pulsado (\"spark plasma sintering\", SPS). As propriedades gerais destes compósitos foram investigadas por meio de análises térmicas, difratometria de raios X (DRX) e medidas elétricas de quatro pontas de prova dc, usando o sistema construído. As análises das amostras dos compósitos à base de zircônia e TiN mostraram que a técnica SPS produz amostras densas, sem reação entre as fases ou degradação do TiN por oxidação. As amostras com adição de TiN apresentaram comportamento metálico da resistividade elétrica, evidenciando a percolação do nitreto na matriz de zircônia para frações volumétricas ≤ 27 vol.%. Medidas de resistividade elétrica combinadas com análises térmicas e de DRX foram usadas para monitorar a oxidação do TiN nos compósitos em altas temperaturas. As amostras produzidas apresentam propriedades promissoras para aplicações de alta temperatura que requeiram elevada condutividade elétrica. / This study describes the design, construction, and tests of a sample holder for four-probe dc electrical measurements. The structural parts of the sample holder are built using ceramic material (alumina) that ensures physical and chemical stability, prolonging its use and the quality of experiments. The sample holder allows electrical measurements from room temperature up to ~1500 °C in a wide range of oxygen partial pressures. The functionality of the constructed sample holder was assessed by comparing measurements of the temperature dependence of the electrical resistivity of yttria-stabilized zirconia samples. To further explore the capabilities of the measuring apparatus, samples of high-temperature composites based on yttria-stabilized zirconia and titanium nitride were prepared by spark plasma sintering (SPS). The general properties of these composites were investigated by thermal analysis, X-rays diffraction (XRD), and four-probe dc electrical measurements. The study of the composites showed that SPS resulted in dense samples with no detected reaction between phases and free from TiN oxidation. Samples with TiN addition displayed metallic behavior of the electrical resistivity, evidencing that the nitride attained the percolation threshold in the oxide matrix at volume fractions ≤ 27 vol.%. Electrical measurements combined with thermal analysis and XRD were used to monitor the oxidation of TiN at high temperature. The studied composites show good properties indicating that it is a promising material for high temperature applications that require high electrical conductivity.

Devido às suas propriedades magnéticas e alta resistividade (>105 Om) em altas freqüências, os materiais magnéticos cerâmicos têm sido largamente usados, nas últimas décadas, em aplicações de RF, absorvedores de microondas, transdutores em transformadores de pulso e supressores de ruído. Estes materiais estão entre os principais constituintes de equipamentos utilizados nas indústrias aeronáutica, automobilística, etc. Desde meados de 1970, vários métodos foram desenvolvidos para medir a permeabilidade magnética (m) e a permissividade elétrica (e) destes materiais. Neste trabalho foi empregado o algoritmo de Nicolson, Ross e Weir (NRW), que de forma explícita relaciona os parâmetros de espalhamento S medidos numa linha coaxial de ar, utilizada como porta-amostra, com os valores de mr* e er* complexos. A rotina computacional desenvolvida em ambiente MATLAB V6.5 foi validada em duas etapas de testes, para garantir a confiabilidade dos resultados gerados na faixa de freqüência de 50 MHz a 200 MHz. Na primeira etapa, o processo de validação envolveu o uso de dados de parâmetros S gerados a partir de expressões analíticas - dados virtuais. Na segunda etapa, dados de parâmetros S medidos nas duas portas de uma linha coaxial, preenchida com uma amostra de Ni-Zn, foram submetidos à execução da rotina computacional desenvolvida e, os dados de mr* e er* gerados foram comparados com os obtidos de um programa computacional comercial da Agilent Co., considerado o estado da arte. A partir dos dados de mr* e er* dessa amostra de ferrita, discutem-se as soluções para ampliar a faixa de freqüência do ensaio, as divergências e multiplicidades das soluções geradas pelo algoritmo e os efeitos nas variações de planos de referências para as medidas dos parâmetros S.

Este trabalho aborda a conformidade dos medidores de energia em sistemas não senoidais, na busca do aumento de qualidade no faturamento de energia elétrica. Para tanto, enfoca a medição mais justa e um melhor relacionamento entre concessionária e consumidor. As análises foram realizadas nos laboratórios da Eletropaulo, do Instituto de Eletrotécnica e Energia da Universidade de São Paulo, e no Laboratório do Centro de Estudos em Regulação e Qualidade de Energia (Enerq), USP. Trata-se de um estudo que faz parte de um projeto maior de Pesquisa e Desenvolvimento da Agência Nacional de Energia Elétrica (ANEEL). Seu objetivo foi investigar se a distorção de tensão e corrente nos medidores de faturamento de energia elétrica provoca desvios na energia medida. Pretendeu-se ainda avaliar se as harmônicas inseridas nos medidores eletromecânicos possuem maior ou menor desvio na energia medida, em comparação aos medidores eletrônicos. A metodologia utilizada incluiu levantamento de estudos de pesquisa e desenvolvimento, além de ensaios de laboratório com amostras de equipamentos de dois fabricantes nacionais. Como parâmetros para os ensaios, levantaram-se curvas, por meio de medições de cargas reais. Os resultados das medições obtidas em situações reais foram comparados com aquelas levantadas nos laboratórios. Os resultados dos ensaios laboratoriais foram analisados e comparados com os limites estabelecidos nas normas vigentes, dentre as quais, destacam-se: o Regulamento Técnico Metrológico do INMETRO e os Procedimentos de Distribuição de Energia Elétrica no Sistema Elétrico Nacional PRODIST. O presente estudo concluiu que os instrumentos ensaiados em conforme normas, quando parametrizados para não considerar a potência de distorção no cálculo de reativo, atendem os parâmetros de exatidão. Esses dados são válidos tanto para as funções de VArh quanto para Wh. / This work addresses the reliability of energy meters in nonsinusoidal systems, looking for the increase of quality in the electric energy billing. To that purpose, it focuses on a fairer metering and a better relationship between the concessionaire and consumer. The tests were carried through in the laboratories of Eletropaulo, of the Electro-Technology and Energy Institute in the University of São Paulo, and in the Laboratory of the Center of Studies in Power Quality Regulation (Enerq), USP. This study is part of a bigger project in Research and Development of the Electric Energy National Agency (Aneel). Its objective was to investigate whether the distortion of voltage and current in the electric energy billing meters had deviations in the metered energy. It was also intended to evaluate whether the inserted harmonics in the electromechanical meters have greater or minor deviation in the metered energy, in comparison to the electronic meters. The methodology used included a survey of studies, research and development of the electric sector, besides laboratory tests with two national equipment samples. As parameters for the tests, wave were formulated by means of real load metering. The results of the metering obtained in real situations were compared with those collected in the laboratories. The results of the laboratory tests were analyzed and compared with the limits established in the norms in force, amongst which one highlights: the Technical Metrological Regulation from Inmetro and the Electric Power Distribution Procedures in the National Electric System Prodist. The present study concluded the instruments analyzed under normalized conditions, when parameterized to not consider the distortion power in the calculation of reactive, meet the 60Hz frequency, within the accuracy parameters. These data are valid both for the VArh functions and the Wh.

Neste trabalho de mestrado são descritos o projeto, a montagem e os testes de funcionamento de uma câmara porta amostra para medidas elétricas de quatro pontas de prova dc. A estrutura da câmara porta amostra é em material cerâmico, que garante a estabilidade física e química do sistema, prolongando sua vida útil e melhorando a qualidade das análises realizadas. Este sistema permite a realização de medidas elétricas de diferentes materiais desde a temperatura ambiente até ~1500 °C em ampla faixa de pressões parciais de oxigênio. A funcionalidade da câmara porta amostras foi avaliada por meio da comparação de medidas da dependência da resistividade elétrica com a temperatura de amostras de zircônia estabilizada com ítria. Visando à aferição e a aplicação deste sistema de medidas elétricas, foram fabricados e caracterizados compósitos à base de zircônia estabilizada com ítria e nitreto de titânio, obtidos pela técnica de sinterização por plasma pulsado (\"spark plasma sintering\", SPS). As propriedades gerais destes compósitos foram investigadas por meio de análises térmicas, difratometria de raios X (DRX) e medidas elétricas de quatro pontas de prova dc, usando o sistema construído. As análises das amostras dos compósitos à base de zircônia e TiN mostraram que a técnica SPS produz amostras densas, sem reação entre as fases ou degradação do TiN por oxidação. As amostras com adição de TiN apresentaram comportamento metálico da resistividade elétrica, evidenciando a percolação do nitreto na matriz de zircônia para frações volumétricas ≤ 27 vol.%. Medidas de resistividade elétrica combinadas com análises térmicas e de DRX foram usadas para monitorar a oxidação do TiN nos compósitos em altas temperaturas. As amostras produzidas apresentam propriedades promissoras para aplicações de alta temperatura que requeiram elevada condutividade elétrica. / This study describes the design, construction, and tests of a sample holder for four-probe dc electrical measurements. The structural parts of the sample holder are built using ceramic material (alumina) that ensures physical and chemical stability, prolonging its use and the quality of experiments. The sample holder allows electrical measurements from room temperature up to ~1500 °C in a wide range of oxygen partial pressures. The functionality of the constructed sample holder was assessed by comparing measurements of the temperature dependence of the electrical resistivity of yttria-stabilized zirconia samples. To further explore the capabilities of the measuring apparatus, samples of high-temperature composites based on yttria-stabilized zirconia and titanium nitride were prepared by spark plasma sintering (SPS). The general properties of these composites were investigated by thermal analysis, X-rays diffraction (XRD), and four-probe dc electrical measurements. The study of the composites showed that SPS resulted in dense samples with no detected reaction between phases and free from TiN oxidation. Samples with TiN addition displayed metallic behavior of the electrical resistivity, evidencing that the nitride attained the percolation threshold in the oxide matrix at volume fractions ≤ 27 vol.%. Electrical measurements combined with thermal analysis and XRD were used to monitor the oxidation of TiN at high temperature. The studied composites show good properties indicating that it is a promising material for high temperature applications that require high electrical conductivity.

A dispersão e absorção das ondas eletromagnéticas que se propagam através de um material dielétrico podem ser medidas ao longo de uma ampla região do espectro que se estende desde a região de freqüências extremamente baixas até a região óptica incluindo as faixas das microondas, objeto de interesse do presente estudo. Dentre os dielétricos, incluem-se os materiais cristalinos e amorfos isolantes e semicondutores. Os vidros de composições (1-x)(60\'P IND. 2\'\'O IND.5\'.\'40\'BA\'\'O).x(\'M\'\'O\'), (1-X)(25\'LI IND. 2\'\'O\'.25\'NA IND. 2\'\'O\'.50\'P IND. 2\'\'O IND. 5\').x(\'M\'\'O\') e 60\'B IND. 2\'\'O IND. 3\'.30\'BA\'\'O\'.\'10\'AL IND. 2\'\'O IND. 3\' onde x é a concentração (mol%) de óxido do metal de transição \'FE\' ou \'CO\' (\'M\'\'O\'), foram escolhidos para representar o comportamento das propriedades dielétricas dos vidros óxidos, tanto na região das freqüências mais baixas (0 - 100 MHz), como na faixa de microondas (2 - 30 GHz). Os íons de metais de transição, quando ocupam posições intersticiais da rede vítrea, como ocorre com os elementos modificadores alcalinos e alcalinoterrosos atuam como compensadores de carga junto às unidades estruturais tetraédricas eletricamente carregadas, formando dipolos permanentes locais, contribuindo para a constante dielétrica do vidro. A polarização desses dipolos, quando submetido ao campo elétrico oscilatório de uma onda eletromagnética, atinge valores maiores às freqüências mais baixas decrescendo gradualmente à medida que estas atingem a região de microondas. Um novo método alternativo foi desenvolvido para a medida da temperatura da transição vítrea (\'T IND. g\') utilizando técnicas de microondas. Mostramos que a posição da inflexão do gráfico da constante dielétrica em função da temperatura do vidro 25\'LI IND. 2\'\'O\'.25\'NA IND. 2\'\'O\'.50\'P IND. 2\'\'O IND. 5\' medida em 9 GHz, na faixa de temperaturas em torno de \'(270 \'+ OU -\' 10) GRAUS\' C coincidiu com o valor da \'T IND. g\' deste vidro obtida por análise térmica diferencial (DTA). Outro método também foi desenvolvido para monitorar o resfriamento do vidro em função do tempo a partir do estado liquido até a solidificação, registrando o sinal de microondas refletido sobre o material vertido no interior de um guia de ondas. Pudemos observar, também, mudanças no espectro de ressonância paramagnética eletrônica (EPR) do vidro fosfato contendo níquel após ter sido irradiado com diferentes níveis de potência das microondas, por cerca de duas horas. Este efeito pode estar relacionado com mecanismos de acoplamento de spins paramagnéticos. Os espectros de transmissão de microondas das amostras de vidros fosfatos contendo diferentes concentrações de cobalto, bário, ferro e manganês, obtidos por meio de uma varredura de freqüências desde 7 até 13 GHz, mostraram a presença de uma intensa atenuação do sinal próximo de 9,7 GHz. Essa atenuação diminuiu conforme aumenta a concentração dos modificadores. / The dispersion and absorption of electromagnetic waves that propagate through a dielectric material can be measured along a wide spectral region ranging from extremely low frequency to the optical region, including microwaves one, which is the subject of interest of the present study. Among dielectrics, there are crystalline and amorphous materials that can be either insulators or semiconductors. Glasses of compositions (1-x)(60\'P IND. 2\'\'O IND.5\'.\'40\'BA\'\'O).x(\'M\'\'O\'), (1-X)(25\'LI IND. 2\'\'O\'.25\'NA IND. 2\'\'O\'.50\'P IND. 2\'\'O IND. 5\').x(\'M\'\'O\') and 60\'B IND. 2\'\'O IND. 3\'.30\'BA\'\'O\'.\'10\'AL IND. 2\'\'O IND. 3\', where x is the concentration (mol %) of the \'FE\' or \'CO\' (\'M\'\'O\') transition metal oxide, were selected to investigate the behavior of the dielectric properties of oxide glasses in the lower frequency range (0 - 100 MHz) and in the microwave region (2- 30 GHz). When transition metal ions occupy interstitial positions in the glass matrix, as it happens with the regular alkaline and alkaline-earth modifier ions, they compensate the electrically charged tetrahedral structural units. As a consequence, local permanent dipoles are formed, contributing to the dielectric constant of the glass. The polarization of these dipoles, when submitted to an oscillating electromagnetic field, is higher at lower frequencies and decreases gradual1y as the frequency approaches the microwave region. An alternative new method was developed to measure the glass transition temperature (\'T IND. g\') using microwave techniques. It was shown that the inflexion position of the dielectric constant of the glass 25\'LI IND. 2\'\'O\'.25\'NA IND. 2\'\'O\'.50\'P IND. 2\'\'O IND. 5\' measured at 9 GHz, in the temperature range about \'(270 \'+ OU -\' 10) GRAUS\' C, coincided with the \'T IND. g\' value obtained by differential thermal analysis (DTA). Another method was also developed for monitoring the melt cooling as a function of time from the liquid to the solid state, by recording the reflected microwave signal crossing the material poured inside the wave guide. We observed, also, changes in the electronic paramagnetic resonance (EPR) spectrum of phosphate glass containing nickel after being irradiated for two hours with several microwave power levels. This effect may be related with coupling and decoupling mechanisms among the spin clusters developed in the sample. The microwave transmission spectra of the phosphate glass samples containing different concentrations of iron, cobalt, barium, manganese and barium, obtained by a frequency sweep from 7 to 13 GHz, presented an intense attenuation of the signal near to 9,7 GHz. This attenuation was found to decrease with the increase of modifier content.

Este trabalho propõe uma configuração de câmaras excitadas por linhas de transmissão, considerada como potencial solução para as restrições das câmaras reverberantes atuais. Dentre estas restrições menciona-se, por exemplo, as relativas à operação das câmaras em baixas frequências, cujas dimensões poderão representar uma restrição física à sua implementação em ambientes de teste. Outras características físicas podem ser consideradas também restritivas, ao se considerar o volume útil de trabalho e o modo de excitação das câmaras canônicas. Visando satisfazer os índices de mérito aplicáveis, as diversas configurações propostas são avaliadas, onde, além dos arranjos das linhas de transmissão, também são considerados os detalhes relativos às variações da excitação e da carga via controle eletrônico. A metodologia de análise de desempenho da câmara proposta utiliza, basicamente, métodos analíticos, numéricos e avaliações experimentais. A aplicação de algoritmos e métodos de otimização recomendados pela literatura atual e alguns procedimentos desenvolvidos e adaptados pelos autores, foram utilizados na busca de configurações que melhor satisfaçam os índices de mérito adotados. Diversos resultados, obtidos através de simulações numéricas e de avaliações experimentais realizadas em um protótipo são apresentados e comparados, visando uma análise das potencialidades e da aplicabilidade deste tipo de câmara às necessidades dos ensaios de compatibilidade eletromagnética de equipamentos e sistemas elétricos e eletrônicos. / This Thesis presents the proposition of a Transmission Line Excited Chamber configuration. This configuration is considered to be a potential solution for the constraints of reverberation chambers of nowadays. Among this constraints, e.g. the ones related to chamber operation at some MHz, is a physical restriction to implement in tests environments. Moreover the work volume and the canonical chamber excitation ways are also considered restrictions. In order to satisfy the chamber evaluation indexes of merit applicability, several transmission line sets are evaluated, including the details concerned to electronic exciting variation and load variation. The chamber performance analysis methodology is proposed in this work is based on analytical and numerical methods, and also experimental evaluations. Not only optimization algorithms and methods recommended by literature were used in order to reach the adopted indexes of merit but also procedures developed and adapted by the authors. To analyze the chamber capacity to reach all the electromagnetic compatibility test requirements applied to equipments and electric and electronic systems, several tests, were performed over one Transmission Line Excited Chamber prototype. The results obtained by numerical simulations and experimental evaluations are presented and compared.

A dispersão e absorção das ondas eletromagnéticas que se propagam através de um material dielétrico podem ser medidas ao longo de uma ampla região do espectro que se estende desde a região de freqüências extremamente baixas até a região óptica incluindo as faixas das microondas, objeto de interesse do presente estudo. Dentre os dielétricos, incluem-se os materiais cristalinos e amorfos isolantes e semicondutores. Os vidros de composições (1-x)(60\'P IND. 2\'\'O IND.5\'.\'40\'BA\'\'O).x(\'M\'\'O\'), (1-X)(25\'LI IND. 2\'\'O\'.25\'NA IND. 2\'\'O\'.50\'P IND. 2\'\'O IND. 5\').x(\'M\'\'O\') e 60\'B IND. 2\'\'O IND. 3\'.30\'BA\'\'O\'.\'10\'AL IND. 2\'\'O IND. 3\' onde x é a concentração (mol%) de óxido do metal de transição \'FE\' ou \'CO\' (\'M\'\'O\'), foram escolhidos para representar o comportamento das propriedades dielétricas dos vidros óxidos, tanto na região das freqüências mais baixas (0 - 100 MHz), como na faixa de microondas (2 - 30 GHz). Os íons de metais de transição, quando ocupam posições intersticiais da rede vítrea, como ocorre com os elementos modificadores alcalinos e alcalinoterrosos atuam como compensadores de carga junto às unidades estruturais tetraédricas eletricamente carregadas, formando dipolos permanentes locais, contribuindo para a constante dielétrica do vidro. A polarização desses dipolos, quando submetido ao campo elétrico oscilatório de uma onda eletromagnética, atinge valores maiores às freqüências mais baixas decrescendo gradualmente à medida que estas atingem a região de microondas. Um novo método alternativo foi desenvolvido para a medida da temperatura da transição vítrea (\'T IND. g\') utilizando técnicas de microondas. Mostramos que a posição da inflexão do gráfico da constante dielétrica em função da temperatura do vidro 25\'LI IND. 2\'\'O\'.25\'NA IND. 2\'\'O\'.50\'P IND. 2\'\'O IND. 5\' medida em 9 GHz, na faixa de temperaturas em torno de \'(270 \'+ OU -\' 10) GRAUS\' C coincidiu com o valor da \'T IND. g\' deste vidro obtida por análise térmica diferencial (DTA). Outro método também foi desenvolvido para monitorar o resfriamento do vidro em função do tempo a partir do estado liquido até a solidificação, registrando o sinal de microondas refletido sobre o material vertido no interior de um guia de ondas. Pudemos observar, também, mudanças no espectro de ressonância paramagnética eletrônica (EPR) do vidro fosfato contendo níquel após ter sido irradiado com diferentes níveis de potência das microondas, por cerca de duas horas. Este efeito pode estar relacionado com mecanismos de acoplamento de spins paramagnéticos. Os espectros de transmissão de microondas das amostras de vidros fosfatos contendo diferentes concentrações de cobalto, bário, ferro e manganês, obtidos por meio de uma varredura de freqüências desde 7 até 13 GHz, mostraram a presença de uma intensa atenuação do sinal próximo de 9,7 GHz. Essa atenuação diminuiu conforme aumenta a concentração dos modificadores. / The dispersion and absorption of electromagnetic waves that propagate through a dielectric material can be measured along a wide spectral region ranging from extremely low frequency to the optical region, including microwaves one, which is the subject of interest of the present study. Among dielectrics, there are crystalline and amorphous materials that can be either insulators or semiconductors. Glasses of compositions (1-x)(60\'P IND. 2\'\'O IND.5\'.\'40\'BA\'\'O).x(\'M\'\'O\'), (1-X)(25\'LI IND. 2\'\'O\'.25\'NA IND. 2\'\'O\'.50\'P IND. 2\'\'O IND. 5\').x(\'M\'\'O\') and 60\'B IND. 2\'\'O IND. 3\'.30\'BA\'\'O\'.\'10\'AL IND. 2\'\'O IND. 3\', where x is the concentration (mol %) of the \'FE\' or \'CO\' (\'M\'\'O\') transition metal oxide, were selected to investigate the behavior of the dielectric properties of oxide glasses in the lower frequency range (0 - 100 MHz) and in the microwave region (2- 30 GHz). When transition metal ions occupy interstitial positions in the glass matrix, as it happens with the regular alkaline and alkaline-earth modifier ions, they compensate the electrically charged tetrahedral structural units. As a consequence, local permanent dipoles are formed, contributing to the dielectric constant of the glass. The polarization of these dipoles, when submitted to an oscillating electromagnetic field, is higher at lower frequencies and decreases gradual1y as the frequency approaches the microwave region. An alternative new method was developed to measure the glass transition temperature (\'T IND. g\') using microwave techniques. It was shown that the inflexion position of the dielectric constant of the glass 25\'LI IND. 2\'\'O\'.25\'NA IND. 2\'\'O\'.50\'P IND. 2\'\'O IND. 5\' measured at 9 GHz, in the temperature range about \'(270 \'+ OU -\' 10) GRAUS\' C, coincided with the \'T IND. g\' value obtained by differential thermal analysis (DTA). Another method was also developed for monitoring the melt cooling as a function of time from the liquid to the solid state, by recording the reflected microwave signal crossing the material poured inside the wave guide. We observed, also, changes in the electronic paramagnetic resonance (EPR) spectrum of phosphate glass containing nickel after being irradiated for two hours with several microwave power levels. This effect may be related with coupling and decoupling mechanisms among the spin clusters developed in the sample. The microwave transmission spectra of the phosphate glass samples containing different concentrations of iron, cobalt, barium, manganese and barium, obtained by a frequency sweep from 7 to 13 GHz, presented an intense attenuation of the signal near to 9,7 GHz. This attenuation was found to decrease with the increase of modifier content.

Este trabalho propõe uma configuração de câmaras excitadas por linhas de transmissão, considerada como potencial solução para as restrições das câmaras reverberantes atuais. Entre estas restrições, menciona-se, por exemplo, as relativas à operação das câmaras em baixas freqüências, cujas dimensões poderão representar uma restrição física à sua implementação em ambientes de teste. Outras características físicas podem ser consideradas também restritivas, ao se considerar o volume útil de trabalho e o modo de excitação das câmaras canônicas. Visando satisfazer os índices de mérito aplicáveis, as diversas configurações propostas são avaliadas, onde, além dos arranjos das linhas de transmissão, também são considerados os detalhes relativos à variações da excitação e da carga via controle eletrônico. A metodologia de análise de desempenho da câmara proposta utiliza, basicamente, métodos analíticos, numéricos e avaliações experimentais. A aplicação de algoritmos e métodos de otimização recomendados pela literatura atual e alguns procedimentos desenvolvidos e adaptados pelos autores, foram utilizados na busca de configurações que melhor satisfaçam os índices de mérito adotados. Diversos resultados, obtidos através de simulações numéricas e de avaliações experimentais realizadas em um protótipo, são apresentados e comparados, visando uma análise das potencialidades e da aplicabilidade deste tipo de câmara às necessidades dos ensaios de compatibilidade eletromagnética de equipamentos e sistemas elétricos e eletrônicos.

Um chip conversor A/D (analógico/digital) foi utilizado para o desenvolvimento da tecnologia CMOS de 5 μm com poço tipo-p e porta de silício policristalino no Laboratório de Microeletrônica (LμE) do Instituto de Física da UFRGS. Vários equipamentos foram adquiridos ou fabricados para o desenvolvimento desta tecnologia. Após a fabricação do chip, medidas elétricas foram realizadas nos blocos lógicos do circuito e em estruturas de teste. Utilizando as ferramentas de simulação do pacote de software ISE-TCAD, o processo e os dispositivos foram simulados. Através das medidas elétricas dos dispositivos fabricados e de medidas realizadas durante o processo, foram obtidos os parâmetros da tecnologia CMOS, quais foram ajustados pelo software ADS ( Advanced Design System) utilizando o modelo SPICE nível 3. A análise dos parâmetros permitiu a verificar os principais ajustes a serem feitos na lista tecnológica, que foram a alta concentração de dopantes no poço e a alta resistência de folha nas regiões fonte/dreno do transistor PMOS. Como principal resultado deste trabalho, enfatizamos a integração da infra-estrutura entre o CAD de simulação de tecnologia e dispositivos e o conjunto de equipamentos na sala limpa do LμE, permitindo o desenvolvimento de diversas tecnologias e dispositivos micro-estruturados. / An analog-to-digital converter chip was fabricated with a new developed poly-Si gate 5μm p-well CMOS technology in the Laboratory of Microelectronics of Instituto de Física, Universidade Federal do Rio Grande do Sul. New equipments were purchased or built for the development of this technology. Test structures like p-type and n-type Poly-Si/SiO2/Si MOS capacitors, PMOS and NMOS transistors, inverter and output buffer were included in the chip design. The set of 8 chromium lithography masks was ordered from DuPont, USA. After processing the chip, electrical measurements of the test structures, and circuit modules were performed. The ISE_TCAD simulation software was used for technology adjustment. These simulations were used to obtain data like effective channel length, junction depth, and also to determine the critical steps of the technological process. Measurements in test wafers during processing, DC electrical measurements of the fabricated PMOS and NMOS transistors and Agilent ADS (Advanced Design System) software were used during the design parameters extraction, applying the SPICE level 3 model. The analysis of the collected data permitted the technology list verification and pointed two main problems: very high boron concentration in the well and high sheet resistance of source/drain regions of PMOS transistors. The main result of this work was the integration between the ISE_TCAD simulation tool and the installed set of equipments in the clean room of the Laboratory of Microelectronics, giving the necessary infrastructure for new technologies and microdevices developments.

Um chip conversor A/D (analógico/digital) foi utilizado para o desenvolvimento da tecnologia CMOS de 5 μm com poço tipo-p e porta de silício policristalino no Laboratório de Microeletrônica (LμE) do Instituto de Física da UFRGS. Vários equipamentos foram adquiridos ou fabricados para o desenvolvimento desta tecnologia. Após a fabricação do chip, medidas elétricas foram realizadas nos blocos lógicos do circuito e em estruturas de teste. Utilizando as ferramentas de simulação do pacote de software ISE-TCAD, o processo e os dispositivos foram simulados. Através das medidas elétricas dos dispositivos fabricados e de medidas realizadas durante o processo, foram obtidos os parâmetros da tecnologia CMOS, quais foram ajustados pelo software ADS ( Advanced Design System) utilizando o modelo SPICE nível 3. A análise dos parâmetros permitiu a verificar os principais ajustes a serem feitos na lista tecnológica, que foram a alta concentração de dopantes no poço e a alta resistência de folha nas regiões fonte/dreno do transistor PMOS. Como principal resultado deste trabalho, enfatizamos a integração da infra-estrutura entre o CAD de simulação de tecnologia e dispositivos e o conjunto de equipamentos na sala limpa do LμE, permitindo o desenvolvimento de diversas tecnologias e dispositivos micro-estruturados. / An analog-to-digital converter chip was fabricated with a new developed poly-Si gate 5μm p-well CMOS technology in the Laboratory of Microelectronics of Instituto de Física, Universidade Federal do Rio Grande do Sul. New equipments were purchased or built for the development of this technology. Test structures like p-type and n-type Poly-Si/SiO2/Si MOS capacitors, PMOS and NMOS transistors, inverter and output buffer were included in the chip design. The set of 8 chromium lithography masks was ordered from DuPont, USA. After processing the chip, electrical measurements of the test structures, and circuit modules were performed. The ISE_TCAD simulation software was used for technology adjustment. These simulations were used to obtain data like effective channel length, junction depth, and also to determine the critical steps of the technological process. Measurements in test wafers during processing, DC electrical measurements of the fabricated PMOS and NMOS transistors and Agilent ADS (Advanced Design System) software were used during the design parameters extraction, applying the SPICE level 3 model. The analysis of the collected data permitted the technology list verification and pointed two main problems: very high boron concentration in the well and high sheet resistance of source/drain regions of PMOS transistors. The main result of this work was the integration between the ISE_TCAD simulation tool and the installed set of equipments in the clean room of the Laboratory of Microelectronics, giving the necessary infrastructure for new technologies and microdevices developments.