E TUDE DE SUSCEPTIBILITE

2.2.1 E

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𝐼𝑑

/𝑉𝑑

On injecte un signal d’agression électromagnétique en mode rayonné avec la sonde Ez3. Elle est placée à 0.5 𝑚𝑚 au-dessus de la ligne micro-ruban en position P10, c’est à dire au plus loin de la diode. La fréquence du signal d’agression est fixée à 1 𝐺𝐻𝑧. On relève la courbe 𝐼𝑑𝑚𝑜𝑦/𝑉𝑑_𝑚𝑜𝑦 de la diode pour différentes puissances du signal d’agression injecté (Figure 88).

Figure 88 : Effet d’une agression électromagnétique injectée en mode rayonné sur la courbe 𝐼𝑑𝑚𝑜𝑦/𝑉𝑑𝑚𝑜𝑦 de la diode

Chapitre IV : Etude électromagnétique d’une diode Schottky

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Une déformation de la courbe 𝐼𝑑_𝑚𝑜𝑦/𝑉𝑑_𝑚𝑜𝑦 est mesurée. Plus la puissance du signal d’agression est élevée, plus la déformation est importante.

L’équation de la droite de charge est la suivante :

𝐼𝑑_𝑚𝑜𝑦 =^{𝑉𝑑𝑐− 𝑉𝑑𝑚𝑜𝑦}

𝑅 ^{(Eq 25)}

𝑉_𝑑𝑐 est la tension d’alimentation et 𝑅 la résistance de 1 𝑘Ω.

Remarque : en régime continu, l’inductance 𝐿𝑡 et la capacité 𝐶𝑡 sont similaires respectivement à un court circuit et un circuit ouvert. Ils n’interviennent donc pas dans le calcul de la droite de charge.

Pour la configuration d’agression précédente, c'est-à-dire une fréquence d’agression 𝑓 = 1 𝐺𝐻𝑧 et une distance entre la sonde et la ligne 𝑕 = 0.5 𝑚𝑚, pour différentes tensions de polarisation 𝑉_𝑑𝑐, les droites de charge du système sont représentées sur la Figure 89.

Figure 89 : Points de fonctionnement du système à base de diode sous agression rayonnée à 𝑓 = 1 𝐺𝐻𝑧

On remarque un décalage du courant 𝐼𝑑𝑚𝑜𝑦 et de la tension 𝑉𝑑𝑚𝑜𝑦 de la diode sur les droites de charges du système. Plus la puissance du signal d’agression est grande, plus la tension 𝑉𝑑_𝑚𝑜𝑦 aux bornes de la diode diminue et plus le courant 𝐼𝑑𝑚𝑜𝑦 la traversant augmente.

2.2.2 M

L’évolution des points de fonctionnement s’explique par un phénomène de détection du signal d’agression [Larson et al., 1979], [A.Maas, 2003], [Bazzoli, 2005]. Considérons ce qui se passe de façon générale quand un signal alternatif est envoyé sur la diode. Pour des signaux de faibles amplitudes, la caractéristique 𝐼𝑑/𝑉𝑑 est considérée linéaire autour du point de polarisation. Dans ce cas là, il n’y a aucune modification de la forme du signal alternatif et donc du courant 𝐼𝑑𝑚𝑜𝑦 et de la tension 𝑉𝑑_𝑚𝑜𝑦. Pour des signaux de forte puissance, aucune approximation ne peut être faite,

Droites de charge

Chapitre IV : Etude électromagnétique d’une diode Schottky

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le comportement non linéaire de la diode doit être considéré. Ainsi, le signal alternatif injecté se déforme et une augmentation ∆𝐼𝑑 du courant 𝐼𝑑𝑚𝑜𝑦 est alors mesurée [Pozar, 1998]. Le schéma de la Figure 90 présente le principe de redressement lors de l’injection d’un signal alternatif de forte amplitude sur la caractéristique 𝐼𝑑/𝑉𝑑 d’une diode.

Figure 90 : Phénomène de redressement au sein d’une diode

D’après l’équation de la droite de charge, si 𝐼𝑑𝑚𝑜𝑦 augmente de ∆𝐼𝑑, 𝑉𝑑𝑚𝑜𝑦 diminue de ∆𝑉𝑑 (Figure 91).

Figure 91 : Variation de la tension moyenne 𝑉𝑑𝑚𝑜𝑦 et 𝐼𝑑𝑚𝑜𝑦 aux bornes de la diode sous l’effet d’un signal alternatif de forte puissance

L’association de ces nouveaux points de fonctionnement donne une nouvelle courbe 𝐼𝑑𝑚𝑜𝑦/ 𝑉𝑑_{𝑚𝑜𝑦 de la diode. La tension moyenne aux bornes de la diode varie de sa position initiale lors de} l’application d’un signal alternatif à ses bornes, on dit que la diode détecte le signal haute fréquence.

Le phénomène de détection en fonction de la puissance du signal d’agression pour différents points de polarisation est maintenant analysé. Pour cela, nous étudions la variation de la tension 𝑉𝑑𝑚𝑜𝑦

aux bornes de la diode en fonction de la puissance du signal d’agression.

Droites de charge pour différents 𝑉_𝑑𝑐

∆𝑉𝑑 ∆𝐼𝑑

Chapitre IV : Etude électromagnétique d’une diode Schottky

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Le signal d’agression est injecté via la sonde Ez3 en positon P10 au dessus de la ligne micro-ruban. La distance entre la sonde et la ligne est de 0,5 𝑚𝑚. La puissance du signal d‘agression varie de −20 𝑑𝐵𝑚 à 20 𝑑𝐵𝑚 (Figure 92).

(a) (b)

Figure 92 : (a) Tension moyenne 𝑉𝑑𝑚𝑜𝑦 en fonction de la puissance du signal injecté (dBm) pour différentes tension 𝑉_𝑑𝐶 et une fréquence de 1 𝐺𝐻𝑧, (b) Variation ∆𝑉𝑑_𝑚𝑜𝑦tracée sur une échelle semi-logarithmique

Sur la Figure 92(a) et 88(b), on note que pour des puissances d’injection très faibles (−20 𝑑𝐵𝑚 à 10 𝑑𝐵𝑚), une légère modification de la valeur 𝑉𝑑𝑚𝑜𝑦 est mesurée. Le niveau de puissance détecté est d’autant plus grand que la polarisation de la diode se rapproche de 0𝑉. Cela rejoint le résultat présenté sur la Figure 88. En effet, la variation la plus importante de la courbe 𝐼𝑑𝑚𝑜𝑦/ 𝑉𝑑_𝑚𝑜𝑦 apparaît au niveau du coude, c'est-à-dire pour des polarisations proches de 0 𝑉. Lorsque la polarisation est importante autant en direct qu’en inverse, aucune détection par la diode n’est mesurée, le point de fonctionnement ne varie pas.

Maintenant que nous comprenons mieux pourquoi la courbe 𝐼𝑑_𝑚𝑜𝑦/𝑉𝑑_𝑚𝑜𝑦 de la diode se décale lors de l’injection d’un signal d’agression, nous souhaitons comparer ce décalage lorsque le signal d’agression est injecté en mode conduit et en mode rayonné.

2.2.1 C

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Nous comparons l’effet d’un signal d’agression injecté en mode conduit et en mode rayonné sur la courbe 𝐼𝑑𝑚𝑜𝑦/𝑉𝑑_𝑚𝑜𝑦 de la diode Schottky. La fréquence du signal d’agression est fixée à 1 𝐺𝐻𝑧. Le point d’injection est P10. La puissance du signal d’agression choisie dépend du mode d’injection. En effet, dans le premier chapitre, l’étude du coefficient de transmission entre la sonde Ez3 et la ligne micro-ruban a montré une perte de puissance de l’ordre de 25 𝑑𝐵. Pour que les puissances du signal d’agression arrivant sur la diode soient du même ordre de grandeur pour les deux modes d’injection, la puissance du générateur haute fréquence est réglée sur 23 𝑑𝐵𝑚 pour une injection

Chapitre IV : Etude électromagnétique d’une diode Schottky

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en mode rayonné et à 0 𝑑𝐵𝑚 pour une injection en mode conduit. Le décalage des courbes 𝐼𝑑𝑚𝑜𝑦/𝑉𝑑_{𝑚𝑜𝑦 induit par ces deux modes d’injection est présenté sur la Figure 93.}

Figure 93 : Comparaison de l'effet de l’injection d'un signal d’agression à 𝑓 = 1 𝐺𝐻𝑧 injectée en position P10 en mode conduit et rayonné sur la courbe Idmoy/Vdmoy de la diode Schottky

Premièrement, on remarque que quel que soit le mode d’injection, un décalage des points de fonctionnement sur les droites de charge du système a lieu. Par contre les courbes 𝐼𝑑_𝑚𝑜𝑦/𝑉𝑑_𝑚𝑜𝑦 évoluent différemment. En effet, lors de l’injection d’un signal d’agression en mode rayonné, le niveau de puissance détecté semble plus élevé en polarisation inverse qu’en polarisation directe. Inversement, en mode conduit le niveau de puissance détecté semble être plus élevé en polarisation directe qu’en polarisation inverse.

Nous souhaitons maintenant comprendre pourquoi les courbes 𝐼𝑑_𝑚𝑜𝑦/𝑉𝑑_𝑚𝑜𝑦 ne se décalent pas de la même façon lors de l’injection d’un signal d’agression en mode conduit et rayonné. Pour répondre à cette question, nous allons modéliser chaque mode d’injection et son montage associé. Des simulations nous permettront ensuite d’étudier différents phénomènes comme la propagation du signal d’agression au sein du système en fonction de la fréquence du signal d’agression et de la position du point d’injection. Commençons par la modélisation du mode conduit.