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gaetana-venturini
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Realizzazione di Realizzazione di impedenzeimpedenze
1) Impedenze distribuite
2) Impedenze concentrate
Impedenze distribuiteImpedenze distribuite
Parametri primari e Parametri primari e secondari di una linea di secondari di una linea di
trasmissionetrasmissione I(z)
V(z)
Z’ d z I(z + d z)
V(z + d z) Y’ d z
dz z
'Cj'G
'Lj'R
'Y
'ZjZZZ j0r00
'Cj'G'Lj'R'Y'Zj
Linea chiusa su caricoLinea chiusa su carico
Z0
z = - l z = 0 z
ZL
IsenjZIcosZ
IsenjZIcosZZIZ
L0
0L0
Se ZL= 0 Z(-l) = jZ0tanl
Se ZL= Y(-l) = jY0tanl Z(-l) = -jZ0cotanl
Se ZL= Z0 Z(-l) = Z0
InduttanzaInduttanza
z = 0 z
ZL = 0 Z0
z = - l
Se l << /10 il circuito è assimilabile ad un’induttanza
Z(-l) = jZ0tanl jZ0 l = jZ0 ( / c) l = j Leq
Leq = Z0l / = Z0l / c = L'l
CapacitàCapacità
Se l << /10 il circuito è assimilabile ad una capacità
Y(-l) = jY0tanl jY0 l = jY0 ( / c) l = j Ceq
Ceq = Y0l / = Y0l / c = C'l
z = 0 z
Z0
z = - l
ZL =
Induttanza + caricoInduttanza + carico
Se l << /10 e Z0 >> mod( ZL)
il circuito è assimilabile ad un’induttanza in serie al carico
Z0
z = - l z = 0 z
ZL
LEQ ZL
Induttanza + carico Induttanza + carico (segue)(segue)
Z(-l) ZL + jZ0l = ZL + jZ0 ( / c) l = ZL + j Leq
Leq = Z0l / c = L'l
IsenjZIcosZ
IsenjZIcosZZIZ
L0
0L0
Se l << /10 e Z0 >> mod( ZL )
ljZZ
ljZZZlZ
L
L
0
00
Capacità + caricoCapacità + carico
Se l << /10 e Z0 << mod( ZL)
il circuito è assimilabile ad una capacità in parallelo al carico
Z0
z = - l z = 0 z
ZL
CEQ
ZL
CEQ = Y0 l / c = C' l
Realizzazione su Realizzazione su microstriscia microstriscia
di impedenze distribuitedi impedenze distribuite
Induttanza serie e parallelo
Capacità parallelo e serie
Circuito risonante serie
Circuito risonante parallelo
Induttanza serie e Induttanza serie e paralleloparallelo
a)
b)
l
Z1 Z1 c
I2ZL
Z1 Z1 Z2
c)
d)
corto
l
c
I2ZL Z1 Z1
Z1 Z1
Z2
L < 2-3 nH
Nei modelli trascuro i parassiti delle discontinuità
Capacità parallelo e Capacità parallelo e serieserie
a)
b)
l
Z1
c
lYC 2
Z2 Z1
Z1 Z1
c)
d)
Z1 Z1
Z1 Z1
C2
C < 0.2 pF
Nei modelli trascuro i parassiti delle discontinuità
Circuiti risonanti e Circuiti risonanti e antirisonanti in antirisonanti in
parallelo alla lineaparallelo alla linea
c)
d)
corto
L C
Z1
Z2
Z0 Z0
Z0 Z0
Impedenze concentrateImpedenze concentrate
Impedenze concentrateImpedenze concentrate
• Con questa dizione si intendono componenti le cui dimensioni sono piccole rispetto alle lunghezze d’onda in gioco.
• Grazie all’uso di tecniche fotolitografiche è oggi possibile realizzare elementi concentrati a frequenze fino a 60 GHz
• Vantaggi sono le ridotte dimensioni e un comportamento abbastanza costante su ampie bande
• Svantaggi sono i Q più bassi rispetto a quelli ottenibili con elementi distribuiti
Linea cortaLinea corta
z = - l z = 0 z
Z0 a)
V1 V2
I1 I2
21
Z
j
jZ2
1T 2
0
0
2
lcoslsen
Z
jlsenjZlcos
T
0
0
Per linee cortel < /10 ( = l)
221 BA IVV
221 DC IVI
Rete a pi-grecoRete a pi-greco
Z2
Z1 Z1 b)
1
221
2
1
21
2
Z
Z1
Z
Z
Z
2
ZZ
Z1
T
AnalogiaAnalogia
Affinché le due matrici si riferiscano allo stesso componente deve essere:
Ic
jZIjZjZLjZ 00022
2c
IjY
1
2
IjY
1
2jY
1
2
Cj
1Z
0001
1
operando su B
operando su A
ConclusioniConclusioni
L2
C1/2 C1/2 c)
I'Lc
IZL 0
2 I'Cc
IYC 0
1
Un tratto di linea breve può essere rappresentato tramite una rete a pi greco in cui L2 e C1 sono legati ai parametri primari del tratto di linea
Induttanza a loopInduttanza a loop
w
a
s'
w'
R
Cp/2 Cp/2
LS + L
LTOT < 1 nH
Induttanza a spiraleInduttanza a spirale
R
C3
Cp1 Cp2
5 Ls + L
Rispetto al caso precedente si evidenzia la non simmetria delcircuito Cp1 Cp2 e la presenza di una capacità di shunt legataal ponte in aria.
Lunghezza totale < /20
LTOT < 20 nH
Capacità interdigitataCapacità interdigitata
w
s
l R C LS
Cp/2 Cp/2
C < 1 pF
Capacità MIMCapacità MIM
t
l
W
d
h
R
C
G
Cp/2 Cp/2
Ls
C < 25 pF
Circuito antirisonante e Circuito antirisonante e risonanterisonante
A
B
A'
B'
C
L
R
Cp/2 Cp/2
A
B
A'
B'
C L R
CP/2 CP/2
Resistenza a film Resistenza a film metallicometallico
RL
Cp/2 Cp/2
Meta
llo
Meta
llo
Film re
sistiv
o
Substrato semi isolante
S
R = l/S = l/lt = / t non dipende dal lato del quadrato
Si misura in ·
tl
l
Tipicamente si usano Nichel Cromo o Tantalio
Resistenza a film Resistenza a film semiconduttoresemiconduttore
Meta
llo
Meta
llo
Substrato semi isolanteSem
icond
utto
re
Si realizza una piazzola di semiconduttore su di un substratosemi-isolante