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Alberto Santarelli

Professore associato confermato

Dipartimento di Ingegneria dell'Energia Elettrica e dell'Informazione "Guglielmo Marconi"

Settore scientifico disciplinare: ING-INF/01 ELETTRONICA

Temi di ricerca

Parole chiave: Modelli comportamentali non lineari per transistori e componenti a microonde Tecniche di caratterizzazione di circuiti e transistori Progetto di circuiti non lineari Amplificatori di potenza MIC - Circuiti integrati a microonde CAD - Progetto assistito da calcolatore Pre-distorsione digitale

1. Modelli non lineari di transistori e componenti per alte frequenze e tecniche di implementazione in programmi per il CAD di circuiti integrati per telecomunicazioni

2. Modelli elettro-termici di dispositivi a semiconduttore composto (e.g. GaAs, GaN)

3. Tecniche di misura e caratterizzazione sperimentale per dispositivi e circuiti per telecomunicazioni

4. Progetto di amplificatori di potenza per radio-comunicazioni 



Modelli non lineari di transistori per alte frequenze e tecniche di implementazione in programmi per il CAD di circuiti integrati per telecomunicazioni

La modellistica non lineare di transistori per la progettazione di circuiti integrati a microonde ed onde millimetriche è particolarmente complicata a causa della compresenza di effetti non lineari e di memoria. Questa attività di ricerca riguarda lo sviluppo di modelli empirici non lineari per transistori a microonde in grado di tenere in conto degli effetti dinamici complessi che intervengono al crescere della frequenza fondamentale del regime operativo (compresi effetti di tipo non quasi-statico). Tali modelli devono essere facilmente identificabili a partire da misure multi-bias in regime statico e dinamico. Essi devono infine presentare caratteristiche di elevata efficienza numerica per consentire flussi veloci di progetto circuitale.

 

Sviluppo di modelli elettro-termici di dispositivi a semiconduttore composto (e.g. GaAs, GaN)

Ai fini della predizione accurata delle caratteristiche di funzionamento degli amplificatori di potenza per applicazioni a frequenze elevate, è necessario disporre di modelli elettrotermici che descrivano i fenomeni dispersivi a bassa frequenza nei dispositivi ad effetto di campo (MESFET, HFET, PHEMT). Tali fenomeni, dovuti ad auto-riscaldamento e alla presenza di stati energetici nelle regioni di interfaccia (“trappole”), causano infatti importanti variazioni delle caratteristiche dinamiche della corrente di drain rispetto alle corrispondenti caratteristiche statiche e poiché tali variazioni risultano fortemente dipendenti dalle condizioni a riposo, il problema di identificarne un modello adeguato risulta alquanto complesso e non ha trovato a tutt'oggi una soluzione pienamente soddisfacente.

 

Sviluppo di tecniche di misura e caratterizzazione sperimentale per dispositivi e circuiti per telecomunicazioni

La caratterizzazione sperimentale dei dispositivi e dei circuiti è un passo essenziale sia per la identificazione di modelli descrittivi dei componenti che per la verifica delle prestazioni funzionali. Questa linea di ricerca riguarda lo sviluppo di banchi sperimentali innovativi per l'osservazione di fenomeni di dinamica termica di altri fenomeni “lenti” legati ad intrappolamento di carica nei dispositivi di tipo ad effetto di campo. A tale scopo si valutano soluzioni sia ad eccitazione sinusoidale che di tipo “impulsivo”.  L'attività comprende anche lo sviluppo di procedure per la identificazione della resistenza/impedenza termica di dispositivi e circuiti.

Progetto di amplificatori di potenza per radio-comunicazioni

Questa linea di ricerca è finalizzata allo studio di opportune metodologie di progetto per amplificatori di potenza per telecomunicazioni caratterizzati dal compromesso tra l'ottenimento di elevati rendimenti energetici e la necessità di garantire bassa distorsione. Sulla base della conoscenza di modelli accurati del dispositivo elettronico, le metodologie allo studio hanno come obiettivo la determinazione delle impedenze di terminazione di sorgente e di carico ottimali per il transistore che corrispondano alla massima potenza ceduta al carico sotto assegnati vincoli di distorsione di intermodulazione, guadagno di potenza e sensibilità parametrica. In questo ambito risulta di particolare importanza anche l'efficienza numerica della procedura di progetto implementata nell'ambito di programmi per il CAD di circuiti per telecomunicazioni.