Dissertação de Mestrado

O câncer é atualmente a segunda doença que mais leva a óbitos no mundo, tendo a mesma condição no Brasil. Projeções recentes mostram que no final dessa década, ele alcançará o primeiro lugar desse ranking. Uma das medidas que podem diminuir a letalidade dessa doença é o diagnóstico precoce. Muitas técnicas são usadas para realizar diagnósticos, desde as mais rudimentares como o apalpamento do membro, até biópsias de tecido. O fator que mais diferencia cada uma dessas técnicas é a confiabilidade do diagnóstico que delas provêm. Exames de imagem ou exames que necessitam de alguma incursão cirúrgica sempre tem peso maior para a adoção de um diagnóstico. Isso leva a um problema que é o alto custo da aparelhagem que é usada. Projetos que utilizam tecnologias de baixo custo estão sendo estudados para diversos tipos de exames. Neste trabalho foi projetado, modelado e medido um amplificador de potência que se pretende utilizar em um desses projetos, mais especificamente, em um sistema capaz de, através de irradiação de pulsos de ultra-banda larga, gerar uma imagem do seio, com uma diferenciação entre tecido normal e tecido canceroso. Neste trabalho, um amplificador de potência para uso em dispositivos médicos de detecção de câncer de mama foi projetado e fabricado. Ele usou uma arquitetura de realimentação resistiva, tendo como foco principal o seu tamanho e banda de operação. Uma revisão bibliográfica sobre o estado da arte foi realizada. Simulações usando a técnica de recozimento foram feitas para alcançar melhores valores dos componentes. Os parâmetros de espalhamento e linearidade foram medidos. O amplificador medido funciona na faixa de 3 GHz à 11 GHZ, com ganho médio de 6 dB, eficiência de 17.6% e PAE de 12.7%, ocupando uma área de 0,06mm2 usando tecnologia TSMC 65 nm.

Cancer is currently the second leading cause of death worldwide, a status it also holds in Brazil. Recent projections indicate that by the end of this decade it will become the leading cause of death. One of the measures that can reduce the lethality of this disease is early diagnosis. Many techniques are used for diagnosis, ranging from rudimentary methods such as palpation to tissue biopsies. The key factor that differentiates these techniques is the reliability of the diagnosis they provide. Imaging exams or tests that require some surgical intervention always carry greater weight when confirming a diagnosis. This leads to the problem of the high cost of the equipment used. Projects utilizing low-cost technologies are being studied for various types of examinations. In this work, we designed, modeled, and measured a power amplifier intended for use in one of these projects, more specifically in a system capable of generating a breast image through the irradiation of ultra-wideband pulses, with differentiation between normal and cancerous tissue. A power amplifier for use in medical devices for breast cancer detection was designed and fabricated. It employed a resistive feedback architecture, with the primary focus on its size and operating bandwidth. A literature review on the state of the art was carried out. Simulations using the annealing technique were performed to achieve better component values. The scattering parameters and linearity were measured. The measured amplifier operates in the range from 3 GHz to 11 GHz, with an average gain of 6 dB, an efficiency of 22.4% and a PAE of 31.5%, occupying an area of 0.06 mm2 using TSMC 65 nm technology.