Qu'est-ce que Effet de peau ?

Phénomène par lequel un courant haute fréquence se concentre près de la surface du conducteur, ce qui augmente la résistance effective. Plus la fréquence est élevée, plus la couche de surface parcourue par le courant est mince.

Nom japonais: 表皮効果

« Effet de peau » apparaît dans 2 questions d'entraînement réparties sur 2 thèmes, dont Photonique sur silicium, Interfaces d'E/S et bus.

Domaine: Procédés d'interconnexion

S'entraîner : questions sur Effet de peau

Pour des liaisons rapides de quelques m ou plus, par exemple entre baies, quelle est la principale raison pour laquelle la fibre optique l'emporte sur les câbles en cuivre et les pistes de circuit imprimé ?

  1. ALa lumière se propage plus de 10 fois plus vite que le signal électrique dans un fil de cuivre, ce qui supprime presque toute latence
  2. BLa fibre optique conduisant aussi l'électricité, elle peut alimenter les équipements en même temps qu'elle transmet le signal
  3. CLes pertes de la fibre ne dépendent presque pas du débit du signal et restent faibles, environ 0,5 dB ou moins même après 1 km
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Réponse : C. Les pertes de la fibre ne dépendent presque pas du débit du signal et restent faibles, environ 0,5 dB ou moins même après 1 km

Dans le cuivre, l'effet de peau et les pertes diélectriques font croître les pertes avec la fréquence du signal : plus le débit augmente, plus la portée diminue. Les égaliseurs et retimers qui compensent ces pertes accroissent la consommation. À l'inverse, les pertes de la fibre optique ne dépendent presque pas de la vitesse de modulation et restent faibles, environ 0,35 dB/km à 1,31 µm et environ 0,2 dB/km à 1,55 µm en fibre monomode ; la fibre est en outre fine et légère, et insensible au bruit électromagnétique. Dans les câbles et les circuits imprimés, le signal électrique se propage lui aussi à environ la moitié à 80 % de la vitesse de la lumière, guère différemment de la lumière dans la fibre (environ deux tiers de la vitesse de la lumière).

Plus le débit série augmente, plus il devient difficile de transmettre le signal sur une piste de carte de même longueur, et l'on insère parfois des retimers. Quelle en est la principale raison ?

  1. ALes pertes de la piste augmentent avec la fréquence, si bien que plus le signal est rapide, plus il est atténué avant d'arriver
  2. BUn signal rapide se propage dans la piste plus vite que la lumière
  3. CPlus le signal est rapide, plus la résistance de la piste tend vers zéro et le courant devient excessif
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Réponse : A. Les pertes de la piste augmentent avec la fréquence, si bien que plus le signal est rapide, plus il est atténué avant d'arriver

Dans une piste, les pertes conductrices dues à l'effet de peau et les pertes diélectriques dues au matériau de la carte augmentent toutes deux avec la fréquence. En doublant le débit, le signal est fortement atténué pour une même longueur, et l'égaliseur du récepteur ne suffit plus à compenser. On utilise alors des matériaux de carte à faibles pertes, ou l'on insère en chemin un retimer qui reçoit le signal et le retransmet sous forme propre.

« Effet de peau » dans les explications

Questions mentionnant « Effet de peau » (2)

  1. Pour des liaisons rapides de quelques m ou plus, par exemple entre baies, quelle est la principale raison pour laquelle la fibre optique l'emporte sur les câbles en cuivre et les pistes de circuit imprimé ?
  2. Plus le débit série augmente, plus il devient difficile de transmettre le signal sur une piste de carte de même longueur, et l'on insère parfois des retimers. Quelle en est la principale raison ?

Termes associés

Débit (throughput) Fibre monomode RIE (gravure ionique réactive) Égaliseur Retimer Alimentation par la face arrière (backside power delivery) Barrière métallique Chute IR (IR drop) Contact Couche d'amorçage (seed layer)

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