La modélisation électromagnétique de composants passifs intégrés

par Wolfgang Morweiser

Thèse de doctorat en Génie électrique

Sous la direction de Gérard Meunier.

Soutenue en 1993

à Grenoble INPG , en partenariat avec Laboratoire d'électrotechnique (Grenoble1980-2006) (laboratoire) .

Le président du jury était Jean-Claude Sabonnadière.

Le jury était composé de Frédéric Bouillault.

Les rapporteurs étaient Thomas Weiland.

mots clés

• Sciences appliquees
• Electronique
• Etude theorique
• Modelisation
• Electromagnetisme
• Circuit integre
• Composant passif
• Conception assistee
• Methode element fini
• Modele 3 dimensions
• Schema equivalent
• Condensateur ceramique
• Circuit passif
• Condensateur multicouche
• Theoretical study
• Modeling
• Electromagnetism
• Integrated circuit
• Passive component
• Computer aided design
• Finite element method
• Three dimensional model
• Equivalent circuit
• Ceramic capacitor
• Passive circuit

Résumé

Les composants passifs céramiques suivent actuellement une progression importante en ce qui concerne leurs applications et leur degré d'intégration. La génération des composants multicouches a évolué des simples condensateurs céramiques à des filtres passifs de type RC ou même RLC. La conception de ces nouvelles gammes de produits nécessite des outils de plus en plus performants. Le présent travail étudie la faisabilité d'un outil de modélisation numérique pour la conception assistée par ordinateur en électromagnétisme. Son objectif est d'analyser les composants passifs en vue doreurs caractéristiques électriques et magnétiques. A partir d'un modèle continu tenant compte de la géométrie particulière d'un composant et des propriétés physiques des matériaux constitutifs, la modélisation tridimensionnelle avec la méthode des éléments finis permet de calculer des grandeurs caractéristiques d'un modèle discret elles que la résistance, la capacité et l'inductance d'un dispositif. Ce modèle discret est généralement représenté par un schéma équivalent électrique. Des formulations électrostatiques, électrodynamiques et magnétodynamiques sont employées pour modéliser des phénomènes liés à la fois à des courants de conduction, de déplacement et de Foucault. Les méthodes respectives pour calculer les grandeurs globales sont également présentées. Une validation des modèles numériques avec des condensateurs céramiques et un filtre passe-bande permet de conclure sur les performances de l'outil de conception développé

Titre traduit

Electromagnetic modelling of integrated passive components

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