Conceção de componentes baseados em GaN e sua aplicação antenas alta potência

Este trabalho demonstra a viabilidade da utilização da tecnologia de nitreto de gálio (GaN) em sistemas de RF reconfiguráveis. Os díodos varactores e os circuitos de comutação baseados em GaN são considerados candidatos promissores para aplicações de alta potência e alta frequência. A primeira parte é dedicada ao desenvolvimento de dispositivos GaN ativos. Os componentes ativos foram fabricados utilizando o processo de HEMTs de GaN do Conselho Nacional de Investigação do Canadá (NRC). Com base em três processos - nomeadamente, o GaN150v0 (comprimento de porta de 0,15 µm), o GaN500v1 e o GaN500v2 (ambos com comprimento de porta de 0,5 µm) -, foram fabricados e caracterizados vários díodos varactores de diferentes dimensões, através de medições de sinal pequeno e sinal grande em corrente contínua (CC) e RF. Posteriormente, os díodos varactores foram modelados por equações analíticas contendo coeficientes empíricos. Estas expressões foram introduzidas pela primeira vez para a dependência em tensão da capacitância equivalente (CEq) e da resistência em série (REq) e podem ser utilizadas como um modelo geral para representar o comportamento não linear dos varactores baseados em GaN. Para o funcionamento em sinais pequenos, todas as equações desenvolvidas que descrevem a REq e a CEq dependem apenas da tensão de polarização e da geometria do dispositivo.