AMPLIFICADORES E AMPLIFICADORES E MODULADORES UTILIZANDO MODULADORES UTILIZANDO

MICROMECANISMOSMICROMECANISMOS

Dalton L.R. Vidor, 1 e 2

Paulo C. Godoy e 1

Ignacio Iturrioz. 2

Universidade Luterana do Brasil 1

Universidade Federal do Rio Grande do Sul – Brasil 2

MICROMECANISMOSMICROMECANISMOS

MEMS – Micro-Electro-Mechanical Systems

São dispositivos eletromecânicos construídos no interior de chips.

Utilizam as mesmas tecnologias de fabricação de semicondutores.

Vigas, cascas e outros dispositivos com dimensões da ordem de unidades de micrometros.

Mercado de MEMSMercado de MEMS Formas e funções variadas:

• Sensores Acelerômetros, chaves, giroscópios, etc.

• Dispositivos móveis e atuadores Máquinas, contatos, espelhos, etc.

• Osciladores Ressonadores, filtros, moduladores, etc.

• Dispositivos diversos Emissores ou receptores de luz, sensores químicos, etc.

US$ 5 bilhões em 2005. US$ 12,5 bilhões em 2010.

COMB DRIVECOMB DRIVE

Dispositivo versátil (sensor e atuador). Movimentos impostos pelos campos elétricos. Filtros e osciladores que chegaram a 1,5Ghz. Possibilidade de utilização em telecomunicações.

Movimento e Modelo EquivalenteMovimento e Modelo Equivalente

Exemplos de MEMSExemplos de MEMS

ModelagemModelagem

Força devido a voltagem aplicada:

F={[0.A.V2]/[2.(d0-u)2]}-

-{[0.A.V2]/[2.(d0)2]}Onde: 0 – Permissividade do meio

A – Área efetiva da porta V - Voltagem d0 – Distância entre placas

u – deslocamento da placa móvel

TestesTestes

Conservação de energia. Simulação com Elementos Finitos em

ANSYS. Campo elétrico e forças calculadas a

cada iteração. Sistema eletrônico de realimentação

calculado a cada iteração. Avaliação dos dados com FFT (Fast-

Fourier Transform).

OSCILADORES com MEMSOSCILADORES com MEMS(implementaç(implementaçãão)o)

Sistema de Rádio - TelecomunicaçSistema de Rádio - Telecomunicaçõesões

Filtros com MEMSFiltros com MEMS

Modulador AM e AmplificadorModulador AM e Amplificador

0,00E+00

2,00E-09

4,00E-09

6,00E-09

8,00E-09

1,00E-08

1,20E-08

1,40E-08

1,60E-08

1,80E-08

0,00E+00 9,77E+04 1,95E+05 2,93E+05 3,91E+05 4,88E+05 5,86E+05 6,84E+05 7,81E+05 8,79E+05 9,77E+05 1,07E+06

Freqüência

Modulador FMModulador FM

0,00E+00

2,00E-09

4,00E-09

6,00E-09

8,00E-09

1,00E-08

1,20E-08

1,40E-08

1,60E-08

1,80E-08

0,00E+00 9,77E+04 1,95E+05 2,93E+05 3,91E+05 4,88E+05 5,86E+05 6,84E+05 7,81E+05 8,79E+05 9,77E+05 1,07E+06

Freqüência

ConclusõesConclusões Moduladores AM e FM são implementáveis

com MEMS. Um modulador AM pode operar como

amplificador de um determinado sinal. Filtros com MEMS são muito seletivos e

apropriados a telecomunicações. A carência de moduladores é minimizada com este trabalho.

Não são utilizados transformadores, indutores ou capacitores, elementos de difícil implementação.

Mecânica x EletrônicaMecânica x Eletrônica

Obrigado !Obrigado !

Dalton Luiz Rech VidorDalton Luiz Rech Vidor

dvidordvidor@cpovo.net@cpovo.net