LR-ING-INF01.1
Caratterizzazione e modellistica a microonde di dispositivi elettronici avanzati per applicazioni di comunicazione wireless
Come ben noto, un’accurata caratterizzazione e modellistica a microonde di dispositivi attivi a semiconduttori è di fondamentale importanza per la realizzazione di circuiti elettronici destinati ai sistemi di comunicazione wireless, che trovano svariate applicazioni dalla telefonia cellulare alle applicazioni spaziali, in quanto il dispositivo attivo rappresenta il cuore di questi circuiti. Pertanto, sono stati caratterizzati e modellizzati di dispositivi elettronici di tipo transistor. I dispositivi studiati sono stati completamente caratterizzati ad alte frequenze effettuando misure dei parametri di scattering fino a 65 GHz, misure dei parametri di rumore fino a 26.5 GHz e misure ad ampio segnale fino a 50 GHz, al fine di determinare il comportamento dei dispositivi nelle reali condizioni di funzionamento. Inoltre, sono state sviluppate innovative procedure di modellistica per l’estrazione di modelli basati su una rappresentazione di tipo circuito equivalente, che hanno permesso di riprodurre fedelmente il comportamento dei dispositivi analizzati al variare delle condizioni operative, quali ad esempio la condizione di polarizzazione e la temperatura. I modelli circuitali così ottenuti hanno consentito di ottenere una più approfondita conoscenza della fisica dei dispositivi e di effettuare la progettazione e realizzazione di circuiti a microonde, sia amplificatori di potenza che a basso rumore.
Pubblicazioni relative alle linee di ricerca:
[1] A. Caddemi, L. Boglione, E. Cardillo, G. Crupi, and J. Roussos, “Cross-laboratory experimental validation of a tuner-less technique for the microwave noise parameters extraction,” IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques, vol. 69, no. 3, pp. 1733-1739, March 2021.
[2] G. Crupi, A. Raffo, V. Vadalà, G. Vannini, D. M. M.-P. Schreurs, and A. Caddemi, “Scalability of multifinger HEMT performance,” IEEE Microwave and Wireless Components Letters, vol. 30, no. 9, pp. 869-872, September 2020.
[3] G. Bosi, A. Raffo, F. Trevisan, V. Vadalà, G. Crupi, and G. Vannini, “Nonlinear-embedding design methodology oriented to LDMOS power amplifiers,” IEEE Transactions on Power Electronics, vol. 33, no. 10, pp. 8764-8774, October 2018.
Referente: Prof. Giovanni Crupi (crupig@unime.it)
Centri di Ricerca o altri Istituti di Ricerca con cui si collabora:
- Department of Engineering, University of Ferrara, Ferrara 44122, Italy.
- Electronic Engineering Department, Katholieke Universiteit Leuven, Leuven, Belgio.
- US Naval Research Laboratory, Electronics Science and Technology Division, Washington, USA.
- Institute of Electronic, Microelectronic and Nanotechnology (IEMN), University of Lille, France.
LR-ING-INF01.2
Caratterizzazione e modellistica a microonde di sensori per applicazioni di bioingegneria
Sono state progettate e realizzate innovative topologie di sensori a microonde per applicazioni nel campo della bioingegneria, quali ad esempio sensori microfluidici per la caratterizzazione di liquidi mediante spettroscopia dielettrica a microonde e sensori di gas per l’analisi del respiro. Inoltre, sono stati studiati sensori commerciali quali ad esempio quelli ad onde acustiche superficiali (SAW: surface acoustic wave) per applicazioni criogeniche. I sensori considerati sono stati caratterizzati sperimentalmente tramite misure di parametri di scattering al variare della frequenza in diverse condizioni operative. Le misure effettuate sono state utilizzate per estrarre innovativi modelli circuitali in grado di riprodurre accuratamente le prestazioni a microonde dei sensori. L’analisi dei modelli circuitali ha consentito una migliore comprensione della fisica del dispositivo, in quanto gli elementi circuitali possono essere collegati direttamente alla struttura fisica del sensore. Inoltre, è stata sviluppata un’attenta analisi della risposta dei sensori in termini di sensibilità e di risposta in frequenza al fine di consentire un’attenta ottimizzazione delle prestazioni dei sensori in base alle specifiche dell’applicazione finale nel campo bioingegneristico.
Pubblicazioni relative alla linea di ricerca
[1] G. Crupi, G. Gugliandolo, G. Campobello, and, N. Donato, “Measurement-based extraction and analysis of a temperature-dependent equivalent-circuit model for a SAW resonator: From room down to cryogenic temperatures,” IEEE Sensors Journal.
[2] G. Gugliandolo, G. Campobello, Z. Marinkovic, G. Crupi, A. Quartarone, G. Neri, and N. Donato, “Development of a multi-transduction system for breath analysis in neurodegenerative diseases,” IEEE International Symposium on Medical Measurement and Applications (MeMeA), Neuchâtel Switzerland, 23-25 June 2021, 4 p..
[3] X. Bao, I. Ocket, G. Crupi, D. M. M.-P. Schreurs, J. Bao, D. Kil, B. Puers, and B. Nauwelaers, “A planar one-port microwave microfluidic sensor for microliter liquids characterization,” IEEE Journal of Electromagnetics, RF, and Microwaves in Medicine and Biology, vol. 2, no. 1, pp. 10-17, March 2018.
Referente: Prof. Giovanni Crupi (crupig@unime.it)
Centri di Ricerca o altri Istituti di Ricerca con cui si collabora nell'ambito della Linea di Ricerca
- Electronic Engineering Department, Katholieke Universiteit Leuven, Leuven, Belgio.
- Interuniversity Microelectronics Center (IMEC), Leuven, Belgio.
- Faculty of Electronic Engineering, University of Nis, Nis, Serbia.