Mesure du point de compression à 1 dB et du point d'interception d'ordre 3
Mesure des composants électroniques - Partie 3 : mesure des composants actifs
R1080 v3 Article de référence

Mesure du point de compression à 1 dB et du point d'interception d'ordre 3
Mesure des composants électroniques - Partie 3 : mesure des composants actifs

Auteur(s) : Patrick POULICHET, Gilles AMENDOLA, Christophe DELABIE, Yves BLANCHARD

Relu et validé le 27 août 2024 | Read in English

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Présentation

1 - Composants actifs discrets

2 - Test des amplificateurs opérationnels et comparateurs

3 - Mesure du point de compression à 1 dB et du point d'interception d'ordre 3

4 - Convertisseur numérique-analogique (CNA) et analogique-numérique (CAN)

5 - Test des circuits intégrés numériques

Sommaire

Présentation

RÉSUMÉ

Que les composants actifs soient discrets (diodes, transistors) ou intégrés (logiques, analogiques), leur contrôle comporte généralement la vérification des paramètres électriques statiques, le contrôle fonctionnel et la vérification des paramètres dynamiques. Chacune de ces étapes revêt une importance variable selon la finalité du contrôle et le composant concerné. Cet article examine pour chaque famille de semi-conducteurs, donc pour chaque paramètre spécifique (intensité du courant, capacité d’entrée et de sortie, point de compression, résolution, tension de travail…), les mesures à effectuer et les moyens à mettre en œuvre pour les réaliser.

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Auteur(s)

INTRODUCTION

Que les composants soient discrets (diodes, transistors) ou intégrés (logiques, analogiques), leur contrôle comporte généralement trois étapes :

  • la vérification des paramètres électriques statiques (tensions, intensité de courant) définissant les caractéristiques d'interchangeabilité ;

    le contrôle fonctionnel vérifiant l'aptitude du composant à remplir sa fonction ;

    la vérification des paramètres dynamiques garantissant le fonctionnement du circuit à certaines fréquences ou dans certaines bandes de fréquence.

Ces étapes seront totalement ou partiellement suivies, selon la finalité du contrôle, c'est-à-dire selon que l'on s'intéresse au contrôle de fabrication (test des tranches de silicium, contrôle de sortie de fabrication ou d'entrée chez l'utilisateur), au contrôle de qualité ou d'évaluation, ou au diagnostic de panne (analyse de défaillance).

Ainsi, pour le contrôle de sortie, le temps de test sera un des éléments prépondérants, alors que, pour le contrôle de qualité ou d'évaluation, la précision des mesures sera l'élément primordial.

Nous allons dans la suite de ce dossier examiner, pour chaque famille de semi-conducteurs, les mesures à effectuer, et les moyens à mettre en œuvre pour les réaliser.

Ce texte est la nouvelle édition de l'article Mesure des composants électroniques, rédigé en 1993 par Jean-Claude Gourdon et Paul Prodhomme, dont sont repris quelques extraits. Il fait suite aux articles [R 1 078v2] et [R 1 079] qui traitent des méthodes générales de mesure des composants électroniques, et des composants passifs.

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3. Mesure du point de compression à 1 dB et du point d'interception d'ordre 3

Ces paramètres caractérisent la linéarité des composants et sont essentiels dans la conception des systèmes de communication.

3.1 Point de compression à 1 dB

Pour un système non linéaire, la tension de sortie V s (t  ) d'un système peut s'écrire de manière générale, en fonction de son entrée V e (t  ) :

( 3 )

Ceci se concrétise par l'affaiblissement du gain (ou une augmentation des pertes d'insertion) lorsque la puissance d'entrée augmente.

Le point de compression correspond au niveau de puissance d'entrée P i 1dB ou de sortie P o 1dB résultant d'un affaiblissement de 1 dB de la puissance de sortie par rapport à la droite obtenue à faible puissance, comme le montre la figure .

Il est exprimé soit à l'entrée (P i 1dB), soit à la sortie (P o 1dB).

HAUT DE PAGE

3.2 Point d'interception d'ordre 3

Lorsque le signal d'entrée est constitué de la somme de deux (ou plus) signaux de fréquences proches (cas fréquent dans les systèmes de modulation). V e(t  ) égale alors une somme de cosinus. La relation  implique que des signaux parasites sont créés par la non-linéarité. Ils sont régulièrement espacés autour des fréquences fondamentales. Ils résultent mathématiquement de la décomposition des produits de cosinus obtenus par l'élévation aux puissances relatives aux coefficients b, c... dans . Ils sont pour cette raison appelés « produits d'intermodulation » (PIM).

Ainsi, la présence simultanée de deux signaux de fréquence f 1 et f 2 (excitation « deux-tons ») en entrée mène, par défaut de linéarité, à la génération de signaux parasites de fréquence :

...

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