Etudes théorique et expérimentale de transistors multipuits à effet de champ et à plans de dopage PDF Download
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Author: Thierry Coupez
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Languages : fr
Pages : 192
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Book Description
L'étude que nous présentons a pour objet la recherche de structures multipuits particulièrement non linéaires, en vue d'applications en mélangeur ou en multiplicateur de fréquence, en gammes millimétriques. Des simulations quasi-statiques et dynamiques petit signal ont été réalisées à l'aide d'un programme de contrôle de charge. Celui-ci est basé sur la résolution autocohérente des équations de Poisson et de Schrodinger. Le choix de la technique du plan de dopage confère à la structure une meilleure compacité et un meilleur contrôle électronique dans les canaux. Conjointement à ces simulations, des transistors à effet de champ ont été réalisés et caractérisés. Pour satisfaire le critère de montée en fréquence, les structures de ces composants ont été limitées à deux puits de potentiel. Une comparaison essentiellement qualitative entre les évolutions de transconductance théoriques et expérimentales a montré que la non-linéarité du profil dépend fortement de la charge dopante introduite dans le plan de dopage intercalé entre les deux puits quantiques. Des divergences entre la théorie et l'expérience sot apparues pour des valeurs atteignant 4,8.1012 at/cm2. Elles remettent ainsi en cause, pour le dopage planaire, le modèle d'ionisation des atomes donneurs à un seul niveau d'énergie d'activation. Une étude exclusivement théorique portant sur la multiplication de fréquence a été menée à l'aide d'un logiciel de CAO : microwave design simulator. L'exploitation des profils de transconductance et de courant de drain montre l'importance du choix de la polarisation de grille et de la puissance disponible à l'entrée du transistor sur les performances du processus de multiplication
Author: Thierry Coupez
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Category :
Languages : fr
Pages : 192
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Book Description
L'étude que nous présentons a pour objet la recherche de structures multipuits particulièrement non linéaires, en vue d'applications en mélangeur ou en multiplicateur de fréquence, en gammes millimétriques. Des simulations quasi-statiques et dynamiques petit signal ont été réalisées à l'aide d'un programme de contrôle de charge. Celui-ci est basé sur la résolution autocohérente des équations de Poisson et de Schrodinger. Le choix de la technique du plan de dopage confère à la structure une meilleure compacité et un meilleur contrôle électronique dans les canaux. Conjointement à ces simulations, des transistors à effet de champ ont été réalisés et caractérisés. Pour satisfaire le critère de montée en fréquence, les structures de ces composants ont été limitées à deux puits de potentiel. Une comparaison essentiellement qualitative entre les évolutions de transconductance théoriques et expérimentales a montré que la non-linéarité du profil dépend fortement de la charge dopante introduite dans le plan de dopage intercalé entre les deux puits quantiques. Des divergences entre la théorie et l'expérience sot apparues pour des valeurs atteignant 4,8.1012 at/cm2. Elles remettent ainsi en cause, pour le dopage planaire, le modèle d'ionisation des atomes donneurs à un seul niveau d'énergie d'activation. Une étude exclusivement théorique portant sur la multiplication de fréquence a été menée à l'aide d'un logiciel de CAO : microwave design simulator. L'exploitation des profils de transconductance et de courant de drain montre l'importance du choix de la polarisation de grille et de la puissance disponible à l'entrée du transistor sur les performances du processus de multiplication
Author: Sylvain Bollaert
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Languages : fr
Pages : 119
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Book Description
Ce travail consiste en une etude theorique et experimentale des transistors a effet de champ a canaux quasi-unidimensionnels sur couche pseudomorphique gaalas/gainas/gaas (sc-hemts). La structure de ce transistor est telle que l'espace entre la source et le drain est forme de fins canaux conducteurs, sur lesquels une electrode de grille est deposee. La repartition des charges sous la grille ainsi que les lois de commande de ces charges ont ete determinees grace a la resolution bidimensionnelle auto coherente de l'equation de poisson et de la statistique de fermi-dirac. L'interet d'une telle structure reside dans le fait que la repartition des electrons de la couche active gainas est controlee suivant deux directions, ce qui permet d'obtenir un gaz d'electrons quasi-unidimensionnel. Un autre effet important est l'amelioration de l'efficacite de commande de charges d'un sc-hemt par rapport a un hemt. Les lois de commande de charges associees a l'utilisation du modele de transport electronique du logiciel helena a permis la determination des caracteristiques electriques du sc-hemt. Nous avons pu ainsi definir la geometrie optimum du sc-hemt. Nous avons ensuite mis au point les etapes technologiques necessaires a la realisation des sc-hemts, ce qui nous a conduit a la caracterisation de ses grandeurs electriques, et a leur comparaison a celles des hemts. Les mesures des parametres scattering du composant dans une gamme de frequences de 1.5ghz a 40 ghz nous ont permis de determiner le schema equivalent petit signal et les differents gains du transistor. Ainsi une transconductance intrinseque de l'ordre de 1s/mm a ete obtenue avec un sc-hemt de longueur de grille 0.3 m et de largeur de canaux 1000a, qui constitue une amelioration d'environ 60 % par rapport au hemt. Nous avons pu egalement observer des valeurs de conductance de sortie reduites. Les caracteristiques obtenues avec le sc-hemt sont en bon accord avec les resultats de nos modelisations.
Author: Christophe Versnaeyen
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Languages : fr
Pages : 224
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Modélisation de la structure grille-hétérojonction. Caractérisation physique du transistor TEGFET. Caractérisation dynamique du composant TEGFET. Détermination du schéma équivalent.
Author: Farid Temçamani
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Languages : fr
Pages : 134
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Le transistor à effet de champ à gaz bidimensionnel d'électrons (TEGFET) a montré une meilleure montée en fréquence que le transistor MESFET. Cependant, ses performances en puissance étaient soumises à des limitations physiques profondes. C'est ce problème qui a fait l'objet de ce travail. Une première étude théorique et expérimentale de la tension de claquage a permis d'en expliquer l'origine et d'aboutir à une structure spéciale ayant une bonne tenue en claquage. Ensuite une étude plus générale nous a permis par l'utilisation de TEGFET multicouches optimaux d'aboutir à des performances intéressantes de puissance. La suite du travail a concerné les corrélations entre les paramètres technologiques et électriques avec les performances de puissance. Enfin, l'étude a été complétée par une investigation des problèmes relatifs à la résistance de source et à l'impédance de sortie. Nous avons mis ainsi en évidence un des problèmes essentiels posés par le comportement des transistors à effet de champs millimétriques de puissance.
Author: Dominique Rigaud
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Languages : fr
Pages : 205
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PRINCIPE DE FONCTIONNEMENT, FABRICATION ET SCHEMA EQUIVALENT DU TRANSISTOR A EFFET DE CHAMP. ETUDE QUANTITATIVE DU TRANSISTOR A EFFET DE CHAMP DANS LE CADRE DU MODELE SHOCKLEY, MODELE TENANT COMPTE DE LA VARIATION REELLE DE LA SECTION CONDUCTRICE DU CANAL. ETUDE THEORIQUE DU BRUIT DE FOND ASSOCIE AU TRANSISTOR A EFFET DE CHAMP A PORTE A JONCTION: BRUIT THERMIQUE ASSOCIE AU CANAL DU TRANSISTOR, AUTRES SOURCES DE BRUIT DE FOND ASSOCIEES AU TRANSISTOR, DETERMINATION DES PARAMETRES CARACTERISTIQUES DU BRUIT DE FOND DE TRANSISTORS A EFFET DE CHAMP. RESULTATS EXPERIMENTAUX ET INTERPRETATIONS THEORIQUES. APPLICATION A LA SPECTROMETRIE NUCLEAIRE
Author: Dominique Langrez
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Languages : fr
Pages : 300
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LA CONCEPTION DE CIRCUITS HYPERFREQUENCES REQUIERT UNE MODELISATION COMPLETE DES COMPOSANTS ACTIFS UTILISES, AFIN D'OPTIMISER LES PERFORMANCES DU DISPOSITIF ENVISAGE. POUR CE FAIRE, IL EST NECESSAIRE DE DEVELOPPER DES TECHNIQUES SPECIFIQUES DE CARACTERISATION QUI CONDUISENT A L'OBTENTION D'UN SCHEMA EQUIVALENT DESTINE A ETRE IMPLANTE AU SEIN D'UN SIMULATEUR ELECTRIQUE. CE MEMOIRE DECRIT TOUTE UNE METHODOLOGIE DE CARACTERISATION MISE AU POINT ET APPLIQUEE POUR LES TRANSISTORS A EFFET DE CHAMP DE TYPE BIGRILLE, DANS LE BUT DE CONCEVOIR UN MELANGEUR MILLIMETRIQUE FONCTIONNANT A 60 GHZ. COMPTE-TENU DE LA COMPLEXITE DE CE COMPOSANT SPECIFIQUE, PLUSIEURS ETAPES SONT NECESSAIRES POUR EXTRAIRE L'ENSEMBLE DES ELEMENTS CONSTITUANT LE SCHEMA ELECTRIQUE EQUIVALENT. PARALLELEMENT A L'ELABORATION DE LA PROCEDURE DE CARACTERISATION, NOUS AVONS DEVELOPPE UN BANC DE MESURE SOUS POINTES 3 PORTES DISPONIBLE DE 1.5 A 26.5 GHZ ET NECESSAIRE POUR L'ACQUISITION DES PARAMETRES DE LA MATRICE SCATTERING DU TEC DOUBLE GRILLE. PLUSIEURS TRANSISTORS DE FILIERES DIFFERENTES (MESFET, HEMT, PM-HEMT) ONT ETE EXPERIMENTES. LES PRINCIPAUX RESULTATS TYPIQUEMENT OBTENUS FONT L'OBJET D'UNE PRESENTATION ET D'UNE ANALYSE, D'OU IL RESSORT UN BON ACCORD AVEC LES PREDICTIONS THEORIQUES. NOUS TRAITONS UN DERNIER ASPECT CONCERNANT L'ETUDE EXPERIMENTALE DES POTENTIALITES DES TECS BIGRILLES EN TANT QU'AMPLIFICATEURS EN GAMME D'ONDES MILLIMETRIQUES. LES LIMITATIONS ACTUELLES DUES AUX EFFETS DE CANAL COURT RENCONTRES AVEC LES STRUCTURES MONOGRILLES A GRILLE ULTRA COURTE ONT MOTIVE NOTRE DEMARCHE. NOUS PRESENTONS LES CARACTERISTIQUES ET LES RESULTATS OBTENUS AVEC DES COMPOSANTS BIGRILLES UTILISES EN CONFIGURATION CASCODE ET FABRIQUES AU SEIN DU LABORATOIRE. LES PERFORMANCES ATTEINTES COMPARATIVEMENT AUX TECS MONOGRILLES, OUVRENT DE LARGES PERSPECTIVES POUR CE TYPE DE TRANSISTORS
Author: Dominique Langrez
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Languages : fr
Pages : 0
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Author: Philippe Bourel
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Languages : fr
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Book Description
Ce travail présente une étude théorique et expérimentale des transistors à effet de champ à hétérojonctions AlInAs/GaInAs adaptés en maille sur InP. L'analyse théorique est basée sur une simulation de type Monte-Carlo, qui permet de contribuer à une meilleure compréhension des mécanismes de fonctionnement de ces composants, et de prédire leurs performances. Ces résultats sont comparés aux résultats expérimentaux obtenus sur des transistors réalisés au LEP (Laboratoire d'Electronique Philips). Ce travail se décompose en cinq parties essentielles. Dans le premier chapitre, après avoir rappelé le principe de fonctionnement du TEGFET, nous présentons les éléments nécessaires à la mise en œuvre de la méthode de simulation, en explicitant des approximations qu'elle comporte. Le second chapitre est consacré à la détermination des propriétés de transport et des coefficients de diffusion des matériaux AliNaS et GaInAs, ainsi qu'à l'étude des potentialités de l'hétérojonction associée. Une étude théorique exhaustive des TEGFET AlInAs/GaInAs/InP est effectuée dans le troisième chapitre. Les mécanismes physiques régissant le fonctionnement des composants y sont analysés et les performances électriques des divers transistors simulés sont exposées, afin de dégager des directives d'optimisation. Dans le quatrième chapitre, nous effectuons une étude expérimentale des transistors AlInAs/GaInAs/InP où les résultats des caractérisations statiques, basses fréquences et hyperfréquences sont présentés et comparés qualitativement à ceux issus de la simulation. Enfin, le cinquième chapitre consiste en une étude prospective des transistors à effet de champ à grille isolée, utilisant les matériaux AlIAs et GaInAs
Author: Jacques Wyrwinski
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Languages : fr
Pages : 192
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Book Description
Des travaux faits antérieurement au centre hyperfréquences et semiconducteurs avaient laissé entrevoir que le TEC AsGa bigrille devrait avoir une tenue en tension de claquage très supérieure à celle du TEC AsGa monogrille et, en conséquence, présenter des possibilités en amplification de puissance microonde supérieures. C'est sur cette question qu'ont porté les travaux de J. Wyrwinski. Dans une première phase, il a procédé à une étude systématique du claquage du TEC AsGa bigrille dans différentes configurations de polarisations et de charges hyperfréquences et mis en évidence la très nette supériorité de ce composant sur le TEC AsGa monogrille. Dans une deuxième phase, il a effectué la comparaison TEC bigrille - TEC monogrille en amplification de puissance microonde, montre les corrélations avec la tenue au claquage et, ayant mis en évidence une apparition plus rapide de la saturation pour le TEC bigrille, il en a analysé les mécanismes sur la base d'une simulation grand signal utilisant le logiciel de C.A.O. Spice. Dans une deuxième phase, il a procédé à une approche prospective des possibilités amplificatrices d'une configuration très particulière du TEC bigrille, avec sortie sur la deuxième grille, et montre que cette configuration peut être utilisée en amplification large bande, entre 10 et 20 GHz. Ces résultats ouvrent des perspectives intéressantes aux TECs bigrilles, à grand développement de grille, pour la réalisation de structures amplificatrices distribuées à large bande et intégrées
Author: Arnaud Bournel
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Languages : fr
Pages : 0
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