Planární prenosové vedení na polovodicovém substrátu

| Kategorie: Diplomové, bakalářské práce  | Tento dokument chci!

Cílem této práce bylo seznámit se s typy planárních vedení a diskutovat jejichvlastnosti. Následně pak vytvoření reálných modelů vybraných typů vedenív programu COMSOL Multiphysics a simulací ověřit jejich vlastnosti. Druhá částpráce se zabývá modelováním polovodičového substrátu, který nahrazuje dielektrickýsubstrát použitý u vedení v první části práce. Závěrečná část práce se zabýváověřením dosažených výsledků výpočtem ve specializovaném programu TiberCAD.

Vydal: FEKT VUT Brno Autor: Pavel Chára

Strana 17 z 71

Vámi hledaný text obsahuje tato stránku dokumentu který není autorem určen k veřejnému šíření.

Jak získat tento dokument?






Poznámky redaktora
Ve skutečných případech permitivita substrátu nabývá pouze konečné hodnoty. to způsobeno obtížemi při vhodné formulaci okrajových podmínek nutností uvažovat hybridní vlny, tedy celkové elektromagnetické pole. Podélné složky elektrického magnetického pole vlny HEM jsou těchto podmínek zanedbatelně malé srovnání velikostmi příčných složek pole. Přesné analytické řešení předchozích vlnových rovnic při splnění příslušných okrajových podmínek velmi obtížné lze provést jen numericky. Jen tak mohou být pro libovolnou souřadnici stále splněny okrajové podmínky povrchu substrátu (rovnost tečných složek). Konstanta šíření podélném směru stejná pro oblast substrátu pro vzduchové prostředí Elektromagnetická vlna musí totiž celém příčném průřezu vedení substrátu nad ním) postupovat stejnou rychlostí. Tato situace nastává takových kmitočtech, pro něž jsou příčné rozměry substrátu vodivých pásků mnohem menší než polovina vlnové délky dielektriku. Existují dva mezní případy, kdy řešení naznačeného problému výrazně zjednoduší. Druhým mezním případem mikropáskové vedení vytvořené dielektrickém substrátu s velmi vysokou hodnotou relativní permitivity. Při jsou rovnice (1), (2) totožné dostáváme příčně homogenní nesymetrické páskové vedení vzduchovým dielektrikem. Elektromagnetické pole pak popsáno vztahy (2) (6).12 ( zz eCeCzTzTzT γγ ⋅+⋅=+= −−+ 21222 (4) který popisuje vlnový charakter elektromagnetického pole vlnovodu podélném směru, kde jsou integrační konstanty konstanta šíření v podélném směru. kvazi-TEM aproximace. Řešením nejnižšího řádu rovnic (5), (6) vlna TEM Funkce splňuje Laplaceovu rovnici a podélném směru nevznikají složky elektrického ani magnetického pole. Vlnové rovnice (1), (2), (5) (6) lze pak přibližně chápat jako určitou poruchu některého uvedených stavů. Takové vedení příčně homogenní, přičemž permitivita prostředí dána permitivitou substrátu tedy velmi vysoká. Důsledkem přibližnosti aproximace kvazi-TEM omezení platnosti výsledků pouze na kmitočtové pásmo, kde jsou podmínky pro tuto aproximaci dostatečně splněny, tj. Funkce příčných souřadnic T1 vyhovuje tedy dvěma rovnicím 0101 =⋅Γ+∆ vzduchu (5) a 01d1 =⋅Γ+∆ substrátu, (6) kde 22 0 2 0 γ+=Γ 22 0r 2 d +⋅=Γ . Přesnost aproximace kvazi-TEM lze vyšších kmitočtech . Při celé elektromagnetické pole soustředěno substrátu mezi pásky vůbec neproniká okolního prostředí. Je-li pro obě prostředí stejná, musí mezní vlnové číslo pro obě části vedení naopak lišit. vedení pak pohlížíme jako na vedení vlnou TEM, přičemž přibližnost takového modelu vyjadřujeme tím, že říkáme, mikropáskovém nesymetrickém vedení šíří vlna kvazi-TEM. Porucha vůči stavu malá zejména relativně nízkých kmitočtech, kdy vlnové číslo malé. disperze vln kmitočtová závislost charakteristické impedance vedení jsou zanedbatelně malé. těchto případech lze vlastnosti vedení vyšetřovat pomocí tzv