Caractérisation et modélisation électrique non-linéaire du transistor bipolaire à hétérojonction GaAlAs/GaAs. Application à la conception d'un oscillateur microondes contrôlé en tension PDF Download
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Author: Jean-Marc Diénot
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Languages : fr
Pages : 170
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CE MEMOIRE CONSTITUE UNE CONTRIBUTION A LA CARACTERISATION ET LA MODELISATION FORT SIGNAL DU TRANSISTOR BIPOLAIRE A HETEROJONCTION SUR ARSENIURE DE GALLIUM (TBH GAALAS/GAAS), COMPOSANT POTENTIEL POUR LES APPLICATIONS MICROONDES ACTUELLES ET FUTURES. DANS UNE PREMIERE PARTIE, NOUS RAPPELONS LES DIFFERENTS MODELES ELECTRIQUES NON-LINEAIRES DU TRANSISTOR BIPOLAIRE, CE QUI NOUS PERMET DE PROPOSER UN MODELE SIMILAIRE POUR LE TBH, BASE SUR UNE ANALYSE DE SON COMPORTEMENT ELECTRIQUE. LA DEUXIEME PARTIE DECRIT LES METHODES DE CARACTERISATIONS ELECTRIQUES SPECIFIQUES AU TBH DANS LES DIFFERENTS REGIMES DE FONCTIONNEMENT STATIQUE ET DYNAMIQUE. NOUS AVONS ETE AMENES A DEVELOPPER UNE CARACTERISATION EN REGIME IMPULSIONNEL POUR S'AFFRANCHIR DES EFFETS THERMIQUES, QUI SONT CRITIQUES DANS CES STRUCTURES A BASE DE GAAS. LA MISE EN UVRE D'UN BANC AUTOMATISE REALISANT CETTE OPERATION AUTORISE UNE CARACTERISATION NON LINEAIRE APPROPRIEE DU TBH. ASSOCIEE A UNE METHODOLOGIE D'EXTRACTION DES PARAMETRES, ELLE PERMET D'ABOUTIR A UN MODELE PRECIS DE CE COMPOSANT. LA DERNIERE PARTIE PERMET DE VALIDER L'ENSEMBLE DE LA PROCEDURE MODELISATION-CARACTERISATION PAR UNE COMPARAISON SIMULATIONS-MESURES DU TBH EN REGIME FAIBLE ET FORT NIVEAUX. CE MODELE EST ALORS UTILISE LORS DE LA CONCEPTION D'UN OSCILLATEUR ACCORDABLE ELECTRONIQUEMENT (VCO) A LA FREQUENCE DE 1.8 GHZ, ET PERMET DE PRESENTER LES PERFORMANCES OBTENUES EN SIMULATION A PARTIR DE CE CIRCUIT
Author: Jean-Marc Diénot
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Languages : fr
Pages : 170
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CE MEMOIRE CONSTITUE UNE CONTRIBUTION A LA CARACTERISATION ET LA MODELISATION FORT SIGNAL DU TRANSISTOR BIPOLAIRE A HETEROJONCTION SUR ARSENIURE DE GALLIUM (TBH GAALAS/GAAS), COMPOSANT POTENTIEL POUR LES APPLICATIONS MICROONDES ACTUELLES ET FUTURES. DANS UNE PREMIERE PARTIE, NOUS RAPPELONS LES DIFFERENTS MODELES ELECTRIQUES NON-LINEAIRES DU TRANSISTOR BIPOLAIRE, CE QUI NOUS PERMET DE PROPOSER UN MODELE SIMILAIRE POUR LE TBH, BASE SUR UNE ANALYSE DE SON COMPORTEMENT ELECTRIQUE. LA DEUXIEME PARTIE DECRIT LES METHODES DE CARACTERISATIONS ELECTRIQUES SPECIFIQUES AU TBH DANS LES DIFFERENTS REGIMES DE FONCTIONNEMENT STATIQUE ET DYNAMIQUE. NOUS AVONS ETE AMENES A DEVELOPPER UNE CARACTERISATION EN REGIME IMPULSIONNEL POUR S'AFFRANCHIR DES EFFETS THERMIQUES, QUI SONT CRITIQUES DANS CES STRUCTURES A BASE DE GAAS. LA MISE EN UVRE D'UN BANC AUTOMATISE REALISANT CETTE OPERATION AUTORISE UNE CARACTERISATION NON LINEAIRE APPROPRIEE DU TBH. ASSOCIEE A UNE METHODOLOGIE D'EXTRACTION DES PARAMETRES, ELLE PERMET D'ABOUTIR A UN MODELE PRECIS DE CE COMPOSANT. LA DERNIERE PARTIE PERMET DE VALIDER L'ENSEMBLE DE LA PROCEDURE MODELISATION-CARACTERISATION PAR UNE COMPARAISON SIMULATIONS-MESURES DU TBH EN REGIME FAIBLE ET FORT NIVEAUX. CE MODELE EST ALORS UTILISE LORS DE LA CONCEPTION D'UN OSCILLATEUR ACCORDABLE ELECTRONIQUEMENT (VCO) A LA FREQUENCE DE 1.8 GHZ, ET PERMET DE PRESENTER LES PERFORMANCES OBTENUES EN SIMULATION A PARTIR DE CE CIRCUIT
Author: Jean-Marc Dienot
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Languages : fr
Pages : 175
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Author: AHMED.. BIRAFANE
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Languages : fr
Pages : 220
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AU COURS DE CE TRAVAIL NOUS AVONS DEVELOPPE UN MODELE NON LINEAIRE DU TBH POUR LA CONCEPTION DES CIRCUITS MICRO-ONDES, AINSI QUE DES PROCEDURES DE CARACTERISATION ASSOCIEES A CE MODELE. LE MODELE TIEN COMPTE DES PROPRIETES PHYSIQUES PROPRES AU TBH ET DE L'AUTO ECHAUFFEMENT DU TRANSISTOR. LA PRISE EN COMPTE DE L'AUTO ECHAUFFEMENT DU TRANSISTOR CONSTITUE UNE ORIGINALITE DE CE TRAVAIL. LE TRANSISTOR EST DECRIT PAR UN MODELE ELECTROTHERMIQUE, CONSTITUE D'UN MODELE ELECTRIQUE ET D'UN MODELE THERMIQUE AVEC INTERACTION ENTRE LES DEUX MODELES. LA TEMPERATURE QUI N'EST PLUS CONSTANTE DURANT LA SIMULATION COMME C'EST LE CAS DES MODELES IMPLANTES DANS LES SIMULATEURS STANDARDS, CONSTITUE UNE ELECTRODE DE COMMANDE DU TRANSISTOR AU MEME TITRE QUE LES ELECTRODES DE BASE, DE COLLECTEUR ET D'EMETTEUR. UNE METHODOLOGIE DE CARACTERISATION NON LINEAIRE PERMETTANT DE DETERMINER L'ENSEMBLE DES PARAMETRES STATIQUES DU MODELE ELECTRIQUE A ETE DEVELOPPEE. D'AUTRE PART NOUS AVONS PROPOSE UNE NOUVELLE METHODE D'EXTRACTION QUI PERMET D'OBTENIR DIRECTEMENT L'ENSEMBLE DES PARAMETRES ELECTRIQUES DU CIRCUIT LINEAIRE EQUIVALENT DU TBH SANS AUCUNE OPTIMISATION. DE PLUS ELLE NE NECESSITE AUCUNE INFORMATION GEOMETRIQUE NI TECHNOLOGIQUE CONCERNANT LE TRANSISTOR. CETTE METHODE EST BASEE SUR DES EQUATIONS PUREMENT ANALYTIQUES QUI EXPRIMENT LES PARAMETRES Z DU TRANSISTOR EN FONCTION DES PARAMETRES ELECTRIQUES DU CIRCUIT LINEAIRE EQUIVALENT UTILISE. LA VALIDATION DE LA METHODE EST EFFECTUEE SUR DEUX TRANSISTORS GAINP/GAAS DE FREQUENCE DE COUPURES DIFFERENTES 20 GHZ ET 80 GHZ. LE MODELE NON LINEAIRE EST VALIDE EN REGIME STATIQUE ET EN REGIME DYNAMIQUE PETITS SIGNAUX ET FORTS SIGNAUX, UN EXCELLENT ACCORD EST OBTENU ENTRE LA MESURE ET LA SIMULATION.
Author: Fabrice Arlot
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Languages : fr
Pages : 212
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Ce mémoire est consacré à la modélisation non-linéaire du TBH, appliquée à la réalisation d'un oscillateur en bande X à faible bruit de phase dans le cadre du projet PHARAO. Ce travail permet de dégager les paramètres influant sur le bruit de phase et établit une méthode de conception permettant d'obtenir le minimum de bruit de phase dans les oscillateurs. Le premier chapitre donne un descriptif du fonctionnement du transistor bipolaire et identifie les avantages et inconvénients des différentes familles de TBH par rapport aux transistors à effet de champ afin de confirmer les potentialités du TBH pour les applications microondes. Le second chapitre est alors consacré à la présentation d'un modèle non-linéaire, non-quasi-statique et électro-thermique du TBH. Les différentes étapes permettant de l'obtenir, ainsi que sa validation à travers plusieurs mesures sont présentées. Dans le troisième chapitre, nous présentons la méthodologie de conception d'un oscillateur TBH à faible bruit de phase. La réalisation d'une maquette d'oscillateur sur table, fonctionnant à 9.2 GHz et s'inscrivant dans le cadre du projet PHARAO financé par le CNES constitue l'aboutissement de ce travail.
Author: Christine Zanchi
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Languages : fr
Pages : 16
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UNE ALTERNATIVE A L'UTILISATION D'INDUCTANCES SPIRALES POUR L'INTEGRATION DE RESONATEURS EN TECHNOLOGIE MONOLITHIQUE CONSISTE A REMPLACER CELLES-CI PAR DES CIRCUITS A FAIBLES PERTES. C'EST DANS CE CADRE QUE S'INSCRIT LE TRAVAIL QUE NOUS PRESENTONS DANS CE MEMOIRE QUI PORTE SUR LA CONCEPTION ET LA CARACTERISATION D'INDUCTANCES ACTIVES MMIC A BASE DE TRANSISTORS BIPOLAIRES A HETEROJONCTION. L'APPLICATION DE L'INDUCTANCE ACTIVE A LA REALISATION DU CIRCUIT D'ACCORD D'UN OSCILLATEUR CONTROLE EN TENSION (OCT) LARGE BANDE PERMET ENFIN L'EVALUATION DES POTENTIALITES D'UN TEL CIRCUIT. LA PREMIERE PARTIE DE CE MEMOIRE EST CONSACREE A LA PRESENTATION DU TRANSISTOR BIPOLAIRE A HETEROJONCTION (TBH). APRES L'EXPOSE DU PRINCIPE DE FONCTIONNEMENT, DES PARTICULARITES AINSI QUE DES APPLICATIONS DE CE COMPOSANT, NOUS PRESENTONS LES MODELES NON-LINEAIRE ET LINEAIRE DU TBH RETENUS. UNE ETUDE ANALYTIQUE DE L'INDUCTANCE ACTIVE FAIT L'OBJET DU DEUXIEME CHAPITRE. UNE ETUDE BIBLIOGRAPHIQUE PRELIMINAIRE FAIT RESSORTIR LES LIMITATIONS DES INDUCTANCES ACTIVES REALISEES A BASE DE TRANSISTORS A EFFET DE CHAMP (TEC), ET LES AVANTAGES APPORTES PAR L'UTILISATION DES TBHS POUR LA REALISATION DE CES CIRCUITS EST DEGAGEE. DEUX CIRCUITS SONT EXAMINES: UNE INDUCTANCE ACTIVE DE VALEUR FIXE ET UNE SECONDE DE VALEUR ACCORDABLE. LA CONCEPTION ET LE TEST DE TROIS INDUCTANCES ACTIVES MMIC REALISEES A BASE DE TBHS EN TECHNOLOGIE GAALAS/GAAS ET GAINP/GAAS SONT TRAITES DANS LA TROISIEME PARTIE. LES PERFORMANCES MESUREES SONT COMPAREES AUX RESULTATS DE SIMULATION. EN OUTRE, NOUS ETUDIONS LE COMPORTEMENT FORT SIGNAL AINSI QUE LES PERFORMANCES EN BRUIT DE L'INDUCTANCE ACTIVE CONCUE. LA DERNIERE PARTIE PRESENTE ENFIN L'APPLICATION DE L'INDUCTANCE ACTIVE A LA REALISATION DU CIRCUIT D'ACCORD D'UN OSCILLATEUR CONTROLE EN TENSION (OCT). UNE BANDE D'ACCORD SUPERIEURE A 30% AUTOUR DE LA FREQUENCE CENTRALE DE 3.6 GHZ, UNE LINEARITE DE L'ACCORD DE 110 MHZ/V, UNE PUISSANCE DE SORTIE MOYENNE DE 9 DBM ET UN BRUIT DE PHASE DE -70 DBC/HZ A 100 KHZ DE LA PORTEUSE SONT LES PERFORMANCES MOYENNES QUI ONT ETE MESUREES POUR CET OCT
Author: CATHERINE.. ALGANI BALBINOT
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Languages : fr
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CE TRAVAIL MONTRE LA DEMARCHE SUIVIE POUR CONCEVOIR ET REALISER DES CIRCUITS HYPERFREQUENCES A BASE DE TRANSISTOR BIPOLAIRE A HETEROJONCTION GAAS/GAALAS. LE TRANSISTOR BIPOLAIRE A HETEROJONCTION GAAS/GAALAS EST DECRIT D'UN POINT DE VUE THEORIQUE AINSI QUE TOUS LES PHENOMENES PHYSIQUES INTERVENANT LORS DE SON FONCTIONNEMENT. A PARTIR DE CES CONSIDERATIONS, ON MODELISE LE TRANSISTOR DANS LES DOMAINES LINEAIRE ET NON LINERAIRE. CES MODELES SONT ENSUITE UTILISES POUR CONCEVOIR DES CIRCUITS MICROONDES PERFORMANTS. CE TYPE DE TRANSISTOR EST COMPARE A SES PRINCIPAUX CONCURRENTS: LE TRANSISTOR BIPOLAIRE HOMOJONCTION SUR SILICIUM ET LE MESFET SUR ARSENIURE DE GALLIUM. SES PRINCIPAUX AVANTAGES RESSORTENT DE CETTE COMPARAISON. UN RECAPITULATIF INTERNATIONAL DES DERNIERS CIRCUITS REALISES AVEC LE TBH EST EFFECTUE DANS LES TROIS DOMAINES D'APPLICATIONS POTENTIELS: LA LOGIQUE, L'OPTOELECTRONIQUE ET L'ANALOGIQUE HYPERFREQUENCE. LES CIRCUITS MICROONDES REALISES AU COURS DE CETTE THESE POUR DES APPLICATIONS EN TELECOMMUNICATIONS SONT PRESENTES. ON ABORDE, POUR CHAQUE CIRCUIT, LA CONCEPTION, LE DESSIN ET LES RESULTATS. TROIS CIRCUITS ONT ETE TESTES: UN OSCILLATEUR LIBRE FONCTIONNANT A 1,2 GHZ, UN MELANGEUR EN STRUCTURE SIMPLE EQUILIBREE A DES FREQUENCES RF-LO DE 1,2-1,3 GHZ ET UN PHOTORECEPTEUR FONCTIONNANT A 5 GBITS/S. TOUS CES CIRCUITS SONT FABRIQUES EN TECHNOLOGIE HYBRIDE SUR SUBSTRAT D'ALUMINE. ENFIN UNE ETUDE PRELIMINAIRE THEORIQUE SUR DES AMPLIFICATEURS HAUT RENDEMENT A CONDUIT AU DEVELOPPEMENT DE PROGRAMMES OPTIMISANT LE FONCTIONNEMENT EN CLASSES C ET E. LE TBH EST REALISE SUR SUBSTRAT GAAS SEMI-ISOLANT. ON PEUT, PAR CONSEQUENT, FABRIQUER DES CIRCUITS MMIC EN INTEGRANT LES ETAPES TECHNOLOGIQUES D'ELEMENTS PASSIFS DANS CELLES DE LA FABRICATION DU TRANSISTOR. DEUS FILIERES TECHNOLOGIQUES SONT PROPOSEES POUR LA FABRICATION D'ELEMENTS PASSIFS ET LA DESCRIPTION DU MASQUE EST ABORDEE. CES ELEMENTS (DES INDUCTANCE
Author: Jérémy Raoult
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Languages : fr
Pages : 195
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L'évolution croissante du marché des télécommunications et plus particulièrement des applications aux communications sans fils dans des bandes de fréquences de 900 MHz à 6 GHz entraîne une forte demande de fourniture de circuits intégrés. Notamment, la tendance actuelle est à l'augmentation du niveau d'intégration et à la diminution de la puissance consommée pour obtenir un terminal "bon marché" avec pour objectif l'augmentation de l'autonomie associée à des impératifs de mobilité. La technologie BICMOS répond parfaitement à ces besoins grâce à un compromis coût-performance très favorable. Dans ce contexte, le travail présenté dans ce mémoire est une contribution à la conception en technologie silicium d'oscillateurs locaux pour les applications radiofréquences. Via d'une part l'étude et la modélisation de transistors bipolaires à hétérojonction (TBH) Si/SiGe de la filière BiCMOS 6G 0.35 æm de STMicroelectronics, et d'autre part l'optimisation d'un oscillateur contrôlé en tension fonctionnant à 5 GHz, ce travail est essentiellement axé sur l'étude des phénomènes de bruit électrique basse fréquence de TBH et sur leur conséquence pour la conception d'oscillateurs micro-ondes intégrés.
Author: Jean-Philippe Fraysse
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Languages : fr
Pages : 274
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CE MEMOIRE EST CONSACRE A LA MODELISATION NON-LINEAIRE DU TBH, APPLIQUEE A L'ETUDE ET A L'OPTIMISATION DU MONTAGE CASCODE POUR DES APPLICATIONS DE PUISSANCE LARGE BANDE. LE PREMIER CHAPITRE DEBUTE PAR UNE PRESENTATION RAPIDE DU FONCTIONNEMENT DU TRANSISTOR BIPOLAIRE ET IDENTIFIE LES AVANTAGES ET INCONVENIENTS DES DIFFERENTES FILIERES DE CE TRANSISTOR. CECI EST POURSUIVI PAR UNE ETUDE BIBLIOGRAPHIQUE PORTANT SUR LES TRANSISTORS ET LES AMPLIFICATEURS DE PUISSANCE DE LA BANDE L A LA BANDE KA, AFIN DE CONFIRMER LES POTENTIALITES DU TBH GAAS VIS A VIS DES AUTRES FILIERES DE TRANSISTORS POUR LES APPLICATIONS DE PUISSANCE. LE SECOND CHAPITRE EST ALORS CONSACRE A LA PRESENTATION D'UN MODELE NON LINEAIRE, NON-QUASI-STATIQUE ET ELECTRO-THERMIQUE DU TBH GAAS. LES DIFFERENTES ETAPES PERMETTANT DE L'OBTENIR, AINSI QUE SA VALIDATION A TRAVERS DIFFERENTES MESURES EN PUISSANCE SONT PRESENTEES. DANS LE TROISIEME CHAPITRE, LA MISE EN EVIDENCE DE CORRELATIONS EXISTANTES ENTRE LES PERFORMANCES DES AMPLIFICATEURS DISTRIBUES DE PUISSANCE ET CELLES DES CELLULES ELEMENTAIRES QUI LES COMPOSENT, CONDUISENT A METTRE EN AVANT LES AVANTAGES DU MONTAGE CASCODE POUR CE TYPE D'APPLICATION. L'OPTIMISATION DE CE MONTAGE, ABOUTIT ALORS A LA PRESENTATION DES DIFFERENTES ETAPES DE CONCEPTION ET DES PREMIERES MESURES DE DEUX AMPLIFICATEURS DISTRIBUES DE PUISSANCE EN TECHNOLOGIE MMIC. LE PREMIER SIMULE DANS LA BANDE 4.5-18GHZ, MONTRE L'INTERET D'UTILISER LE MONTAGE CASCODE POUR DISPOSER D'UN GAIN SUFFISANT A 18GHZ, LORS DE LA CONCEPTION D'AMPLIFICATEUR DE PUISSANCE A BASE DE TBH. LES PREMIERES MESURES EN IMPULSION DU DEUXIEME AMPLIFICATEUR, CONFIRMENT POUR LEUR PART, LES DIFFERENTS ARGUMENTS PLAIDANT EN FAVEUR DU MONTAGE CASCODE POUR LES APPLICATIONS LARGES BANDES DE FORTE PUISSANCE. LA PUISSANCE DE SORTIE MESUREE SUR LA BANDE 2-8GHZ EST EN EFFET PROCHE DE 2W, AVEC UN GAIN ASSOCIE MOYEN DE 8DB ET UN RENDEMENT EN PUISSANCE AJOUTEE MOYEN DE 24%.
Author: Thierry Camps
Publisher:
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Languages : fr
Pages : 140
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Author: Thierry Peyretaillade
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Languages : fr
Pages : 217
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CE TRAVAIL, PROPOSE PAR LE C.N.E.S., RENTRE DANS LE CONTEXTE D'UNE ACTION R&D DESTINEE A DEMONTRER LES POTENTIALITES OFFERTES PAR LE TBH. DANS LE BUT DE CONCEVOIR DES AMPLIFICATEURS DE PUISSANCE A HAUT RENDEMENT EN TECHNOLOGIE M.M.I.C., UN MODELE NON LINEAIRE ELECTROTHERMIQUE DU TBH A ETE DEVELOPPE. LA DETERMINATION DE CE MODELE REPOSE SUR UNE CARACTERISATION IMPULSIONNELLE DU TRANSISTOR PERMETTANT D'OBTENIR LES EVOLUTIONS NON LINEAIRES DE SES CARACTERISTIQUES ELECTRIQUES EN FONCTION DE LA TEMPERATURE DE JONCTION. UN MODELE NON LINEAIRE ELECTROTHERMIQUE DE TBH TENANT COMPTE DES EFFETS NON QUASI STATIQUES DU TRANSISTOR A ETE DETERMINE. APRES UNE VALIDATION DU MODELE SUR DIFFERENTS ECHANTILLONS ET SUR LA CONCEPTION D'UN AMPLIFICATEUR DE PUISSANCE A HAUT RENDEMENT DE TYPE CLASSE F EN BANDE S, NOUS AVONS ETUDIE LE PHENOMENE D'INSTABILITE THERMIQUE (EFFET CRUNCH) APPARAISSANT DANS LES TRANSISTORS MULTIDOIGTS. FINALEMENT, LA CONCEPTION NON LINEAIRE D'AMPLIFICATEURS DE PUISSANCE A HAUT RENDEMENT EN BANDE X EST ETUDIEE. CETTE ETUDE A ETE INTEGRALEMENT CONDUITE A PARTIR DE L'UTILISATION CONJOINTE DU MODELE NON LINEAIRE ET DES LOGICIELS DE C.A.O. LA QUALITE DES RESULTATS OBTENUS DES LA PREMIERE FABRICATION, VALIDE LE MODELE DEVELOPPE ET TEMOIGNE DE L'EFFICACITE DE LA METHODOLOGIE DE CONCEPTION EMPLOYEE.
