Page 49 - Telebrasil - Maio/Junho 1977

sam as desvantagens, elas ultrapas­
sam-nas em peso. Melhorar o desem­
penho é evidentemente a grande van­
tagem oferecida pelos dispositivos do
estado sólido e microcircuitos. Isto é
primeiramente um resultado da es­
tabilidade quase perfeita que pode ser
alcançada se usarmos circuito de filme
espesso e outros circuitos híbridos in­
tegrados nos sistemas de comuni­
cação. Também aumenta a rigidez dos
próprios componentes, adicionados es­
pecialmente para a confiabilidade do
sistema.
Uma considerável vantagem de custo
é realizada desde que as técnicas de
fabricação sejam prontamente adap­
táveis aos métodos de produção em
massa.
No estado atual da arte de microe-
letrônica existem ainda muitos pro­
blemas. Altas perdas na linha, ca-
pacitâncias parasitas e outros modos
espúrios semelhantes. Diafonia num
circuito telefônico estão entre os mais
difíceis considerados
nheiros. Limitadas características de
operação de voltagens e potência
apresentaram raros problemas.
Além do mais, o alto potencial de
acondicionamento de circuitos mi-
niaturizados em substratos, pode criar
problemas de condutividade de calor.
Os problemas entretanto não são in­
superáveis. A arte está ainda se ini­
ciando (e mesmo alguns problemas es­
tão sendo ainda detectados).
Os problemas são extremamente com­
plexos e variam com cada novo dis­
positivo do estado sólido capaz de
gerar e manipular um sinal com potên­
cia suficiente para propagação em on­
da contínua (CW) na freqüência de
microondas.
Três candidatos
Progressos têm sido feitos. Atualmen­
te, algumas das substancias mais
utilizadas são os cristais de Galio-
Arsênio (Ga As) em díodos Gunn, cir­
cuitos LSA (espaço carga limitada),
IMPATT (avalanche impacto tempo de
trânsito) e outros diodos de avalanche.
Um cristal Ga As pode ser feito para
oscilar em freqüências na faixa de
microondas simplesmente se o sub­
metermos à alta tensão (polarização
dc.) Para que o elétron alcance a
atividade desejada, o cristal deve ser
dopado com um elemento externo
como o enxofre ou selênio.
O funcionamento interno do cristal não interna do cristal (efeito de avalanche)
é muito simples. Mas è basicamente e do movimento de elétrons à velo­
uma série de movimentos de elétrons cidade de saturação.
cujo efeito cumulativo causa uma os­
Atualmente, o maior problema do
cilação. Isto, por sua vez, pode ser
IMPATT é o ruído inerente que acom­
utilizado para gerar potência de saída.
panha qualquer componente que
A oscilação é conhecida por efeito
utilize a técnica de avalanche. Cavi­
Gunn, em homenagem ao seu des­
dades estabilizadas tèm sido capazes
cobridor, J.B. Gunn. O dispositivo em
de reduzir o ruído da avalanche a níveis
si consiste de um cristal Ga As dopado
razoáveis para alguns dispositivos para
e montado em um suporte numa
aplicações limitadas a níveis de fre­
cavidade dissipadora de calor e ro­
qüências mais baixas.
deado por material dielétrico.
Mas problemas tais como ruído, calor e
Osciladores Gunn fornecem potência
baixa capacidade limitada de tensão
CW com picos de saída variando de al­
guns miliwatts até cerca de 1 Kilowatt, não são insuperáveis. Um ou outro
desses dispositivos serão destinados à
dependendo da freqüência. Quando a
substituição dos trasmissores a válvula
freqüência se eleva, cai a potência de
saída. Potência média baixa é uma das num futuro visível.
limitações do Gunn. Até agora, não foi No estado atual de arte, nenhum des­
possível gerar suficiente potência ses dispositivos aqui discutidos é
média de saída em freqüências bas­ capaz de realizar o trabalho de uma
tante altas, na faixa de microondas. fonte de potência convencional a vál­
vula. Entretanto, alguns tipos de cir­
Um dos outros fatores que limita a
cuitos híbridos incorporando carac­
presente utilização dos dispositivos
terísticas de muitos desses componen­
pelos enge­ Gunn ê a inerente disposição de calor.
tes são esperanças de uma nova área
Eles são confiáveis para somente
de interesse.
100°C.AIém desse limite, o circuito
falha.
MIC'S
Os componentes LSA.entretanto,não Dentro de certos limites de freqüência
são tão problemáticos. Semelhante ao e potência, o dispositivo mais eficiente
efeito Gunn, acumulação limitada de em uso atualmente são os MIC'S
espaço-carga è um fenômeno que tor­ híbridos empregando técnicas de filme
na a potência de saída na faixa de fino e espesso.
microondas viável em cerca de 1 watt
ou mais. Nesse caso,a oscilação é o Circuitos integrados em microondas
resultado de resistência negativa num empregando linhas de transmissão
elevado campo de polarização dc. microfita têm sido aplicados com con­
siderável sucesso nas freqüências mais
Diferente dos dispositivos que usam o baixas. Mas, devido ao pequeno ta­
efeito Gunn, a saída de potência de um manho do circuito, as perdas de trans­
oscilador LSA independe da freqüên­ missão são altas se comparadas às dos
cia. Isto é porque o acúmulo de espaço- guias de onda ou cabos coaxiais. Isto
carga não é função do tempo de trân­ se torna um fator limitativo nas apli­
sito dos elétrons (um fator impor­ cações de alta potência. Umas das
tante nos diodos Gunn). Quando a es­ ironias da microeletrônica é o fato de
pessura da região ativa de um diodo que à medida que os engenheiros
Gunn cresce, a eficiência decresce melhoram o desempenho dos mi­
correspondentemente. Isso não acon­ crocircuitos eles se tornam mais vul­
tece com os diodos LSA. neráveis à potência e ao calor.
Um oscilador LSA pode ser tantas Conseqüentemente, a habilidade para
vezes mais espesso de que um diodo gerar potências de saída operacionais é
Gunn da mesma freqüência. Con- limitada pela técnica em si. Porém,
seqüentemente, ele resiste à voltagem mais uma vez, esses problemas são
e temperaturas muito mais altas, ê considerados apenas como tempo­
capaz de produzir, consistentemente, rários.
potências médias de saída mais altas.
Sistemas de radiofreqüência em
Um diodo IMPATT é uma simples fun­ microondas menores, mais estáveis e
ção PN de silício, capaz de gerar mais mais confiáveis é uma das promessas
de 1 W att de potência CW em 12 GHz. oferecidas pela arte da microeletrô­
Aqui também a oscilação é o resultado nica. Sistemas compactos e transpor­
do efeito da resistência negativa, táveis de radar, uma outra. A idéia de
causado pela combinação da emissão pequenos e altamente transportáveis