¿Es posible medir físicamente la impedancia de entrada y salida de un componente?

  

¿Es posible medirlos físicamente como medimos la resistencia?

Podemos usar un analizador de red para medir el coeficiente de reflexión de un puerto del componente, y desde esto podemos calcular la impedancia de entrada.

  

¿Es posible medirlo para amplificadores de transistor basados en BJT y amplificadores de transistor basados en FET? Además, ¿se puede hacer lo mismo para los circuitos integrados complejos, como los FPGA, los microprocesadores y los chips PHY?

Sí y sí.

  

Sin embargo, una señal que entra en la entrada del IC tiene que viajar en la pista de la PCB, luego a través del pin en el paquete del IC, a través del cable de unión y luego a la almohadilla y al buffer de entrada en el troquel dentro del Paquete de IC ¿Todos estos componentes diferentes conectados juntos tienen una impedancia de 50 ohmios cada uno?

Si la frecuencia es lo suficientemente alta como para que estas características no puedan tratarse como elementos agrupados, entonces sí, deberían diseñarse lo más cerca posible a una impedancia característica de 50 ohmios.

Las trazas en el paquete de IC se diseñan rutinariamente de esta manera.

La bola de un BGA prácticamente no puede diseñarse para tener una impedancia característica de 50 ohmios, por lo que generalmente vemos algo de no idealidad (reflexiones) de las bolas bga si la frecuencia de operación es lo suficientemente alta.

Los cables de enlace entre el paquete y el chip en sí tampoco pueden diseñarse prácticamente para tener una impedancia característica de 50 ohmios. Por lo tanto, un paquete de conexión por cable también tendrá un comportamiento no ideal debido a los cables de conexión. Los paquetes Flip-chip no requieren cables de conexión, por lo que pueden ayudar a reducir la pérdida de retorno.

Por lo general, la resistencia del cable de conexión y la almohadilla de conexión es mínima con respecto a los 50 ohmios, por lo que no es necesario que se preocupe por la resistencia de esos componentes. Por lo general, te preocupas mucho más por la inductancia.

En un IC serializador de alta velocidad, a menudo la impedancia de salida es de 50 ohmios y terminas nuevamente en el receptor para reducir los reflejos.

Casi siempre la etapa de entrada de un enlace de comunicaciones de alta velocidad es algún tipo de amplificador de búfer MOS. La impedancia de entrada en ese caso es extremadamente alta en CC y luego la impedancia de entrada de alta frecuencia se establece por la capacitancia de entrada. Para un FPGA o microprocesador, la IO de propósito general es CMOS (por lo que el "buffer de entrada" sería una cadena de inversores en el pad) que para un SERDES puede ser un amplificador de "estilo más analógico". En cualquier caso, si está interesado en la impedancia de entrada de alta velocidad, use un analizador de red como sugiere The Photon.

Una última cosa, a altas velocidades, los ingenieros normalmente se preocupan por los parámetros S, no por la impedancia de entrada concentrada. Por lo tanto, un SERDES de alta velocidad probablemente tenga el S11 del puerto de entrada en la hoja de datos, no una "impedancia de entrada" (es decir, ohmios en función de la frecuencia).