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