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See discussions, stats, and author profiles for this publication at: https://www.researchgate.net/publication/311858791 Determination des S-paramètres d'une inductance intégrée par la théorie des lignes de transmission Conference Paper · December 2014 CITATIONS 0 READS 138 4 authors: Some of the authors of this publication are also working on these related projects: intégration des condensateurs View project Thermal behavior of an integrated square spiral micro coil View project Yacine Guettaf Nour Bachir University Centre El Bayadh 13 PUBLICATIONS 2 CITATIONS SEE PROFILE Rezouga Mohamed Université des Sciences et de la Technologie d'Oran Mohamed Boudiaf 14 PUBLICATIONS 26 CITATIONS SEE PROFILE Nadir Bouchettata Université des Sciences et de la Technologie d'Oran Mohamed Boudiaf 7 PUBLICATIONS 3 CITATIONS SEE PROFILE A. Hamid Université des Sciences et de la Technologie d'Oran Mohamed Boudiaf 56 PUBLICATIONS 267 CITATIONS SEE PROFILE All content following this page was uploaded by Yacine Guettaf on 24 December 2016. The user has requested enhancement of the downloaded file. DETERMINATION DE S-PARAMETRES D’UNE INDUCTANCE INTEGREE PAR LA THEORIE DES LIGNES DE TRANSMISSION Y.Guettaf, M.Rizouga, N.Bouchetata, A.Hamid acyacine@yahoo.fr, rezouga2@yahoo.fr, nadil2004@yahoo.fr , azedeanazedean@yahoo.fr Laboratoire d’Electronique de Puissance Appliquée (LEPA) Département de l'électrotechnique, Faculté de Génie Electrique Université des sciences et de la technologie d’Oran - Mohamed Boudiaf BP 1505, Oran El M’naouer, Oran, Algérie Résumé: L’idée globale de cet article vise à analyser une nouvelle méthodologie de conception des composants planaires intégrés. Cette méthode est basée sur un concept qui n’est pas nouveau puisqu’il s’agit de la théorie des lignes de transmission, puisque, le départ d’un modèle décrivant électriquement le comportement de l’inductance est nécessaire pour, d’une part simuler la tension transmise par couplage magnétique afin d’optimiser les dimensions de l’inductance, et d’autre part extraire, à partir de la mesure de leurs paramètres S, les caractéristiques des inductances réalisées. Abstract: The whole idea of this paper is to analyze a new design methodology for integrated planar components. This method is based on a concept is not new since this is the theory of transmission lines, since the departure of a model describing the electrical behavior of the inductance is necessary, first simulate the voltage transmitted by magnetic coupling to optimize the dimensions of the inductor, and on the other hand extracting, from the measurement of their parameters S, the characteristics of inductors made. Mots-clés: composants passifs, Intégration, électronique de puissance, Inductance planaire carrée, Facteur de qualité.  I. INTRODUCTION L’intégration est un moyen pour augmenter la compacité des convertisseurs de l’électronique de puissance. L’intégration des composants actifs, monolithiques ou hybrides, a engendré de réels progrès mais les composants passifs, qui se prêtent moins facilement à ces techniques, freinent la miniaturisation. Dans une certaine mesure les composants planaires semblent compatibles avec la réalisation de circuits hybrides de faible épaisseur. Bien qu’à l’heure actuelle la recherche dans ce domaine soit encore d’actualité, il est désormais certain que l’intégration des composants passifs sera de plus en plus souvent recherchée. Nous présentons d’une façon assez générale la théorie des lignes de transmission puis nous examinons brièvement quelque structure particulière qui présente des propriétés remarquables. Fig.1. Diverse intégration des composants passifs technologies PCB II. THEORIES DES LIGNES DE TRANSMISSION Pour commencer, il est indispensable de rappeler la théorie des lignes de transmission en mode TEM. Ce mode se caractérise par une absence de composante des champs dans la direction de propagation. Aux fréquences modérées, ce mode de propagation est le plus commun et par exemple, beaucoup de calculs servent a la conception de microbande s’appuient sur des résultats qui découlent de la théorie des lignes de transmission fonctionnant en mode TEM. III. PRINCIPE DES LIGNES DE TRANSMISSION Lorsque les dimensions transversales des lignes de transmission sont nettement plus petites que les longueurs d’onde, leurs propriétés peuvent être analysés de façon satisfaisante en considérant que la tension et le courant dans les conducteurs ne varient que longitudinalement. Lorsque la longueur d’onde démunie et atteint l’ordre de grandeur des dimensions transversales de la ligne, il devient nécessaire de considérer la solution complète des équations électromagnétiques pour analyser le comportement électrique. IV. CONSTANTES PRIMAIRES DES LIGNES DE TRANSMISSION Dans cette partie, seuls sont abordées les lignes de transmission uniformes. On considère le cas d’une ligne, parcourus par un courant haute fréquence, dont la longueur d’onde n’est pas infiniment grande par rapport aux dimensions du circuit. Dans ces conditions, le courant I est une fonction de l’abscisse x du point considéré sur le fil et du temps t. on définira de même la tension e(x,t) comme la différence de potentiel aux bornes de la ligne. Indépendamment des considérations de structure, de telles lignes (Fig.2) se caractérisent, par quatre constantes dites primaires. Ces constantes, définies par unité de longueur, sont répertoriées ci-dessous :  Résistance série : Rdx (Ω/m)  Inductance série : Ldx (H/m)  Conductance shunt : Gdx (mho/m)  Capacité shunt: Cdx (F/m) Fig.2 : Caractéristiques localisés de la ligne de transmission. Le coefficient L caractérise l’énergie stockée autour du fil sous forme magnétique, grâce au champ créé par le courant. La conductance est l’inverse de la résistance de fuite à travers l’isolant. Cette perte se faisant en parallèle, il est plus commode de considérer une conductance qu’une résistance. Si If est le courant de fuite de l’unité de longueur de fil. Les deux termes L et C sont associés au stockage d’énergie électromagnétique au point considéré. Cette énergie se transmet de proche en proche, en oscillant sans cesse entre la forme électrostatique et la forme magnétostatique, et c’est ce phénomène qui constitue la propagation. Les deux termes R et G correspondent, au contraire, à une dissipation d’énergie électrique sous forme de chaleur. Leur rôle sera donc d’affaiblir l’onde dont l’amplitude devra ainsi décroître. Dans la plupart des applications, on évitera autant que possible ce phénomène en choisissant un fil bon conducteur (cuivre) et en utilisant un bon isolant. Dans ce cas R et G seront petits devant L et C. Lors du calcul de l’impédance série par unité de longueur, on doit tenir compte des deux conducteurs et déterminer celle-ci sur la base d’un aller et retour. V. MISE EN EQUATIONS DE LA PROPAGATION Considérons une section d’une ligne de transmission d’abscisse comprise entre x et x+dx (Fig.2.b). La loi d’Ohm s’écrit : A B x x dx l V V e e R dx I L dx t           (1) On remarque que l’accroissement de la tension est pris entre deux points à un instant donné : e l R I L t t          (2) Pour une variation dans le temps dt , l’expression q C e   s’écrit comme suit : q e dt C dx dt t t          On écrira que la variation de charge est due au courant qui rentre en x, diminué du courant qui sort en x+dx et du courant de fuite : x x dx f e I I I dx C dx t         I e G e C x t         (3) Le système des deux équations (2) et (3) se résout à la manière habituelle, c'est-à-dire que si l’on veut éliminer e, on différencie (2) par rapport à t et (3) par rapport à x. On obtient : 2 2 2 e I I R L x t t t            2 2 2 I e e G C x x x t            Et en remarquant que e x  peut se tirer de (2) :   2 2 2 2 I I I L C R C G L R G I t t x                 (4) Cette relation est appelée « équations des télégraphistes ». Pour la plupart des lignes de transmission, aux fréquences élevées, les impédances observables dépendent essentiellement de L et C car les pertes de puissance par unité de longueur sont faibles. VI. IMPEDANCE CARACTERISTIQUE L’impédance itérative est mise sous la forme suivante : 0 R j L Z G j C          (5) Cette expression tient en compte les pertes. Puisque aux fréquences élevées et pour des lignes à faibles pertes 0 R G   , on trouve l’expression : 0 e L Z I C   La modification de Z0 implique soit des modifications des dimensions de la ligne soit un changement d’isolant. Des changements de dimensions étant faciles à réaliser pour les lignes à bande, de telles structures peuvent être fabriquées pour un grand choix d’impédances caractéristiques. Connaissant Z0 et v, Où la constante v, appelée vélocité de l’onde, se définit par : 2 1 L C   L’inductance et la capacité réparties uploads/s3/ icpeed14.pdf