Évolution du modèle du transistor bipolaire et des techniques d'extraction de paramètres, pour la simulation de circuits intègres logiques et analogiques hautes fréquences PDF Download
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Author: Nicolas Gambetta
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Languages : fr
Pages : 288
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Book Description
AVEC LA REDUCTION DES DIMENSIONS DES DISPOSITIFS, LA MODELISATION A PRIS DE PLUS EN PLUS D'IMPORTANCE DANS LE DEVELOPPEMENT DES CIRCUITS INTEGRES. CETTE REDUCTION A FAIT SURGIR AU PREMIER PLAN DES PHENOMENES PHYSIQUES CONSIDERES JUSQU'ALORS COMME DU SECOND ORDRE. L'OBJECTIF DE CE MEMOIRE EST DOUBLE : D'UNE PART, FAIRE LE POINT SUR LES MODELES POUR TRANSISTORS BIPOLAIRES EXISTANT ET D'AUTRE PART, PROPOSER DES SOLUTIONS PERMETTANT LA PRISE EN COMPTE DES NOUVEAUX EFFETS EVOQUES PRECEDEMMENT. APRES AVOIR SITUE LE TRAVAIL DANS SON CONTEXTE, NOUS AVONS, DANS LE CHAPITRE II, POSER LES BASES DE LA PHYSIQUE DES MODELES COMPACTS UTILISES PAR LES CONCEPTEURS. DANS LE CHAPITRE III, NOUS AVONS FAIT LE POINT SU LES PRINCIPAUX MODELES COMPACTS PRESENTS DANS LES SIMULATEURS ELECTRIQUES. NOUS AVONS EN PREMIER LIEU INSISTE SUR LE MODELE SGPM (SPICE GUMMEL-POON MODEL) QUI RESTE LE PLUS LARGEMENT UTILISE PAR LES CONCEPTEURS. LES AUTRES MODELES ONT ETE PRESENTES RAPIDEMENT EN FAISANT RESSORTIR LEURS SPECIFICITES ET LEURS APPORTS AU REGARD DES LIMITATIONS DU SGPM. LE CHAPITRE IV A ETE CONSACRE A NOTRE MODELE COMPACT (ABYSS, ADVANCED BIPOLAR MODEL FOR HIGH FREQUENCY SIMULATIONS) DONT L'OBJECTIF EST DE RESOUDRE LES PROBLEMES POSES PAR LE MODELE SGPM TOUT EN RESTANT COMPATIBLE AVEC CELUI-CI. POUR CE FAIRE, UN MODELE DE RESISTANCE COLLECTEUR VARIABLE A ETE PROPOSE ET VALIDE. L'ASPECT DYNAMIQUE A ETE AUSSI ABORDE AVEC LE TEMPS DE TRANSIT ET LES CAPACITES DE TRANSITION. L'IMPLEMENTATION DU MODELE COMPACT DANS LE SIMULATEUR ELECTRIQUE ELDO A ETE DETAILLEE. DANS LE CHAPITRE V, NOUS AVONS DONNE LA STRATEGIE D'EXTRACTION DU JEU DE PARAMETRES ABYSS. NOUS AVONS ENSUITE DETAILLE LES PRINCIPALES METHODES PERMETTANT LA DETERMINATION DES PARAMETRES. CHAQUE PROCEDURE A ETE ILLUSTREE PAR DES EXEMPLES ISSUS DE TECHNOLOGIES BICMOS SUBMICRONIQUES. AFIN D'APPRECIER LES DIVERSES AMELIORATIONS APPORTEES PAR LE MODELE ABYSS, DES COMPARAISONS ENTRE LA MESURE, LE MODELE SGPM ET ABYSS ONT ETE MONTREES.
Author: Nicolas Gambetta
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Pages : 288
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AVEC LA REDUCTION DES DIMENSIONS DES DISPOSITIFS, LA MODELISATION A PRIS DE PLUS EN PLUS D'IMPORTANCE DANS LE DEVELOPPEMENT DES CIRCUITS INTEGRES. CETTE REDUCTION A FAIT SURGIR AU PREMIER PLAN DES PHENOMENES PHYSIQUES CONSIDERES JUSQU'ALORS COMME DU SECOND ORDRE. L'OBJECTIF DE CE MEMOIRE EST DOUBLE : D'UNE PART, FAIRE LE POINT SUR LES MODELES POUR TRANSISTORS BIPOLAIRES EXISTANT ET D'AUTRE PART, PROPOSER DES SOLUTIONS PERMETTANT LA PRISE EN COMPTE DES NOUVEAUX EFFETS EVOQUES PRECEDEMMENT. APRES AVOIR SITUE LE TRAVAIL DANS SON CONTEXTE, NOUS AVONS, DANS LE CHAPITRE II, POSER LES BASES DE LA PHYSIQUE DES MODELES COMPACTS UTILISES PAR LES CONCEPTEURS. DANS LE CHAPITRE III, NOUS AVONS FAIT LE POINT SU LES PRINCIPAUX MODELES COMPACTS PRESENTS DANS LES SIMULATEURS ELECTRIQUES. NOUS AVONS EN PREMIER LIEU INSISTE SUR LE MODELE SGPM (SPICE GUMMEL-POON MODEL) QUI RESTE LE PLUS LARGEMENT UTILISE PAR LES CONCEPTEURS. LES AUTRES MODELES ONT ETE PRESENTES RAPIDEMENT EN FAISANT RESSORTIR LEURS SPECIFICITES ET LEURS APPORTS AU REGARD DES LIMITATIONS DU SGPM. LE CHAPITRE IV A ETE CONSACRE A NOTRE MODELE COMPACT (ABYSS, ADVANCED BIPOLAR MODEL FOR HIGH FREQUENCY SIMULATIONS) DONT L'OBJECTIF EST DE RESOUDRE LES PROBLEMES POSES PAR LE MODELE SGPM TOUT EN RESTANT COMPATIBLE AVEC CELUI-CI. POUR CE FAIRE, UN MODELE DE RESISTANCE COLLECTEUR VARIABLE A ETE PROPOSE ET VALIDE. L'ASPECT DYNAMIQUE A ETE AUSSI ABORDE AVEC LE TEMPS DE TRANSIT ET LES CAPACITES DE TRANSITION. L'IMPLEMENTATION DU MODELE COMPACT DANS LE SIMULATEUR ELECTRIQUE ELDO A ETE DETAILLEE. DANS LE CHAPITRE V, NOUS AVONS DONNE LA STRATEGIE D'EXTRACTION DU JEU DE PARAMETRES ABYSS. NOUS AVONS ENSUITE DETAILLE LES PRINCIPALES METHODES PERMETTANT LA DETERMINATION DES PARAMETRES. CHAQUE PROCEDURE A ETE ILLUSTREE PAR DES EXEMPLES ISSUS DE TECHNOLOGIES BICMOS SUBMICRONIQUES. AFIN D'APPRECIER LES DIVERSES AMELIORATIONS APPORTEES PAR LE MODELE ABYSS, DES COMPARAISONS ENTRE LA MESURE, LE MODELE SGPM ET ABYSS ONT ETE MONTREES.
Author: Miloud Abboun
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Languages : fr
Pages : 287
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Les avancées dans les systèmes de communication et de traitement de l'information nécessitent des circuits à haut débit qui doivent s'appuyer sur des transistors aux performances en vitesse et en puissance élevées. Les Transistors Bipolaires à Hétérojonction (TBH) III-V constituent un bon compromis. Le TBH-InP est l'un d'entre eux. Il convient d'autant mieux pour le développement de systèmes de télécommunications à des débits supérieurs à 60 Gbits/s que sa technologie permet l'intégration de composants optoélectroniques de longueur d'onde comprise entre 1,3 mM et 1,55 mM. Le regain d'intérêt pour ces technologies a mis en lumière les problèmes et les contraintes liés à la modélisation compacte. Le travail présenté s'inscrit dans le cadre d'une collaboration entre le CNET Bagneux/OPTO+ et l'IEF. Il a pour objet l'étude expérimentale et la modélisation électrique des TBDH-InP. Quatre technologies auto-alignées qui diffèrent par la nature du dopage de base (béryllium ou carbone) et par la présence d'un gradient d'indium dans la base ont été étudiées. Pour chaque technologie un grand nombre de dispositifs a été analysé et une masse importante de données expérimentales a permis d'obtenir les paramètres du modèle de Gummel-Poon de ces composants. Ces modèles ont ensuite été utilisés par les concepteurs de circuits intégrés d'OPTO+ pour réaliser des circuits pour la logique "haut débit" (multiplexeur, circuit de décision, bascule D, driver, ...). La volumineuse base de données a également permis d'étudier l'auto-échauffement dans les TBH-InP d'abord par une approche expérimentale puis par une modélisation numérique de l'équation de Fourier. Le travail de modélisation a permis de dégager des pistes pour réduire l'auto-échauffement. Pour mieux cerner le fonctionnement physique des TBH, une analyse expérimentale à température variable a été réalisée sur une des quatre technologies. Enfin, une analyse de sensibilité des paramètres du modèle de Gummel-Poon à 300K sur le temps de commutation des paires différentielles (technologie CML/ECL) a été effectuée: -Le temps de retard t(FF) et le temps de charge R(BB),C(jC) sont les deux contributions intrinsèques les plus importantes, -L'extraction de certains paramètres du modèle est imprécise (C(jE), Rc entre autre) et se répercute sur le t(FF) on perçoit la nécessité de développer des approches fiables pour extraire ces éléments.
Author: Dominique Berger
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Languages : fr
Pages : 256
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Le développement de transistors bipolaires dédiés aux applications hautes fréquences a mis en évidence les limites des modèles électriques de ce dispositif. Le transistor étant utilisé dans des conditions de fonctionnement fortement non-linéaires, le modèle employé Lors de la conception du circuit doit pouvoir décrire le comportement physique du transistor sur une large gamme de polarisations. Après avoir défini les besoins des utilisateurs ainsi que les modèles disponibles dans le domaine publique, le choix de l'étude du modèle HICUM a été fait. La physique du transistor bipolaire est rappelée afin de décrire ce modèle. La compréhension des origines physiques du modèle a permis, par la suite, de développer un modèle dit paramétré. Ce modèle paramétré prend en compte les variations géométriques des paramètres physiques du transistor. Cette étude est complétée par la description des étapes d'extraction des paramètres du modèle HICUM ainsi que ceux du modèle paramétré. La mise en place de ces méthodes a permis de valider les deux modèles sur des transistors a hétérojonctions SiGe les plus rapides.
Author: CHRISTINE.. PALLIER
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Languages : fr
Pages : 276
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CE TRAVAIL PRESENTE UN CALCUL ANALYTIQUE DU GAIN DE CONVERSION DE MELANGEURS REALISES A PARTIR DE TRANSISTORS BIPOLAIRES A HETEROJONCTION. LES AVANTAGES QUE PRESENTE LE TBH POUR LA REALISATION DE CIRCUITS HYPERFREQUENCE RESSORTENT D'UNE ETUDE DES DIVERSES PROPRIETES DU MATERIAU ET DU COMPOSANT, AINSI QUE D'UNE COMPARAISON DE SES PERFORMANCES PAR RAPPORT A SES CONCURRENTS (MESFET GAAS, DIODE SCHOTTKY, TBH SIGE). SON INTERET DANS LA REALISATION DE CIRCUITS NON-LINEAIRES EST PLUS PARTICULIEREMENT PRECISE. LES DIFFERENTES CONFIGURATIONS POSSIBLES DE MELANGEURS SONT ANALYSEES ET COMPAREES ENTRE ELLES. DEUX STRUCTURES SONT RETENUES: UNE STRUCTURE SIMPLE ET UNE STRUCTURE DOUBLE EQUILIBREE (CELLULE DE GILBERT). UN RAPPEL DES PRINCIPAUX MODELES ELECTRIQUES (PETIT SIGNAL ET GRAND SIGNAL) AYANT ETE DEVELOPPES POUR LE TRANSISTOR BIPOLAIRE, ET DES METHODES D'ANALYSE DES CIRCUITS NON-LINEAIRES, EST EFFECTUE. NOUS PRESENTONS UNE ETUDE EXHAUSTIVE DU GAIN DE CONVERSION D'UN MELANGEUR UNITAIRE A BASE DE TBH. CETTE ETUDE A PERMIS DE DEDUIRE UNE EXPRESSION ANALYTIQUE DU GAIN DE CONVERSION DU MELANGEUR EN FONCTION DE LA FREQUENCE DU SIGNAL D'ENTREE ET DES ELEMENTS DU SCHEMA EQUIVALENT DU TRANSISTOR. L'INFLUENCE DES DIFFERENTES NON-LINEARITES DU TRANSISTOR A ETE ETUDIEE. CE CALCUL A MIS EN EVIDENCE L'EXISTENCE D'UNE FREQUENCE DE COUPURE POUR LE GAIN, INTRODUITE PAR LES CAPACITES INTRINSEQUES DU TRANSISTOR. NOUS AVONS EGALEMENT CARACTERISE LE GAIN DE CONVERSION D'UN MELANGEUR EN CELLULE DE GILBERT REALISE A BASE DE TBH. PLUSIEURS FREQUENCES CARACTERISTIQUES ONT ETE EXTRAITES DE L'EXPRESSION LITTERALE DU GAIN DE CONVERSION. CES FREQUENCES PERMETTENT DE CONNAITRE LES PRINCIPAUX PARAMETRES DU TRANSISTOR A OPTIMISER POUR UN MEILLEUR FONCTIONNEMENT DU MELANGEUR A HAUTE FREQUENCE
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: MOHAMED.. MEKHATRI
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CETTE THESE DECRIT L'ANALYSE FONDAMENTALE, LA SIMULATION ELECTRIQUE ET LA STRATEGIE D'IMPLANTATION DES CIRCUITS INTEGRES ANALOGIQUES TRES RAPIDES A BASE DE TRANSISTORS BIPOLAIRES A HETEROJONCTION EN ARSENIURE DE GALLIUM (TBH-GAAS). ON DONNE D'ABORD UN APERCU SUR LES REGLES DE DESSIN ET LA METHODOLOGIE D'IMPLANTATION RELATIVES AUX TBH-GAAS ADOPTEES PAR LE LABORATOIRE DU C.N.E.T BAGNEUX, ON PRESENTE ENSUITE L'ETUDE ET LA CONCEPTION D'UN AMPLIFICATEUR OPERATIONNEL UTILISE DANS LE DOMAINE DE L'AMPLIFICATION LINEAIRE HAUTES FREQUENCES ET EN COMMUTATION RAPIDE, PUIS ON ABORDE L'ELABORATION ET L'EVALUATION DES PERFORMANCES D'UN CONVERTISSEUR ANALOGIQUE-NUMERIQUE (CAN) 2 BITS DE STRUCTURE FLASH ET D'UN CAN 8 BITS DE STRUCTURE SEMI-FLASH, TRAVAILLANT SELON LA FAMILLE LOGIQUE CML-ECL
Author: THIERRY.. MAUREL
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Languages : fr
Pages : 209
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NOUS AVONS DEVELOPPE UN MODELE ELECTROTHERMIQUE UNIDIMENSIONNEL DU TRANSISTOR BIPOLAIRE DE PUISSANCE DANS LE SIMULATEUR DE CIRCUITS SABER. AU NIVEAU ELECTRIQUE, LA DYNAMIQUE DE LA CHARGE STOCKEE DANS LE COLLECTEUR, PREPONDERANTE POUR CE TYPE DE COMPOSANT, EST PRISE EN COMPTE DE FACON NON QUASI-STATIQUE COMME UNE VARIABLE D'ETAT DU MODELE POUR DEVELOPPER LES SOLUTIONS CORRESPONDANT AU MODE STATIQUE ET AUX DIFFERENTS TRANSITOIRES D'OUVERTURE ET DE FERMETURE DU TRANSISTOR. LE MODELE THERMIQUE PREND EN COMPTE LES ECHANGES DE CHALEUR ENTRE LA PUCE DE SILICIUM ET SON ENVIRONNEMENT. DEUX VERSIONS DU MODELE THERMIQUE ONT ETE DEVELOPPEES: LA PREMIERE EST UNIDIMENSIONNELLE ET UTILISE L'ANALOGIE THERMIQUE-ELECTRIQUE ET LES NOTIONS DE RESISTANCE THERMIQUE ET DE CAPACITE THERMIQUE. LA DEUXIEME EST DEDIEE AUX STRUCTURES BIPOLAIRES ET UTILISE UN CALCUL A DEUX DIMENSIONS DE LA TEMPERATURE DANS LE SILICIUM POUR METTRE EN EVIDENCE L'APPARITION D'UN GRADIENT DE TEMPERATURE LONGITUDINAL EN SURFACE DE PUCE POUR LES FORTES PUISSANCES DISSIPEES. LE MODELE COMPLET DU TRANSISTOR PREND EN COMPTE LE COUPLAGE ELECTROTHERMIQUE TEMPERATURE-PUISSANCE DISSIPEE PAR L'INTERMEDIAIRE DE LOIS DE DEPENDANCE EN TEMPERATURE AFFECTEES AUX PARAMETRES PHYSIQUES DU SILICIUM. LE MODELE EST VALIDE PAR LA CARACTERISATION DE PLUSIEURS TRANSISTORS BIPOLAIRES DE PUISSANCE DU COMMERCE, TANT AU NIVEAU DE SON FONCTIONNEMENT PUREMENT ELECTRIQUE EN MODE STATIQUE ET TRANSITOIRE (SANS AUTOECHAUFFEMENT) QUE DE SON COMPORTEMENT LORSQUE LE TRANSISTOR EST SOUMIS A DE FORTS AUTOECHAUFFEMENTS
Author: OULDELHADRAMI.. AHMED MISKE
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Languages : fr
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L'AMELIORATION DES TECHNOLOGIES DE FABRICATION DES CIRCUITS INTEGRES A ENTRAINE LA REDUCTION DES DIMENSIONS DU TRANSISTOR MOS (LONGUEUR DE CANAL DE 0.8 MICRON ET PROCHAINEMENT 0.5 MICRON). DE CE FAIT, DES PHENOMENES HIER NEGLIGEABLES DEVIENNENT PREPONDERANTS DANS LE FONCTIONNEMENT DU TRANSISTOR MOS. PARALLELEMENT LES CIRCUITS INTEGRES FONCTIONNENT DE PLUS EN PLUS RAPIDEMENT, LES TEMPS DE COMMUTATION DES SIGNAUX D'HORLOGES AVOISINENT LE TEMPS DE TRANSIT DES PORTEURS DANS LE CANAL, D'OU L'APPARITION, EN MODES LOGIQUE ET ANALOGIQUE, DE PHENOMENES LIES A L'INERTIE DES CHARGES DU CANAL DU TRANSISTOR MOS. L'APPROCHE CLASSIQUE DITE QUASI-STATIQUE (QUI CONSIDERE QUE LES CHARGES ASSOCIEES AUX DIFFERENTS NUDS DU TRANSISTOR MOS REPONDENT INSTANTANEMENT AUX SIGNAUX APPLIQUES), ACTUELLEMENT UTILISEE DANS TOUS LES MODELES IMPLANTES DANS LES SIMULATEURS DE CIRCUITS, N'EST PLUS VALABLE POUR LES HAUTES FREQUENCES. NOTRE ETUDE EST UNE CONTRIBUTION A LA RESOLUTION DE CES PROBLEMES. EN EFFET, APRES AVOIR ETUDIE LES PROBLEMES POSES PARTICULIEREMENT EN FONCTIONNEMENT DYNAMIQUE DU TRANSISTOR MOS, NOUS AVONS APPLIQUE LE MODELE A CHARGES DISTRIBUEES (MCD), QUI UTILISE LA RESOLUTION DE L'EQUATION DE LA CONSERVATION DE LA CHARGE EN DIFFERENTS POINTS DU CANAL DU TRANSISTOR MOS. LES SIMULATIONS EFFECTUEES EN STATIQUE A L'AIDE DE MCD IMPLANTE DANS ASTEC (CISI) CORRESPONDENT AUX MESURES EFFECTUEES SUR DES TRANSISTORS MOS SUBMICRONIQUES (LONGUEUR DE 0.4 MICRON, TECHNOLOGIE DU LETI). DE PLUS, EN FONCTIONNEMENT TRANSITOIRE MCD DONNE DES RESULTATS TRES PROCHES DE CEUX FOURNIS PAR LES MESURES ET LES MODELES NUMERIQUES COMPLEXES QUI SONT DIFFICILEMENT IMPLANTABLES DANS DES SIMULATEURS DE CIRCUITS COMME CEUX DE TURCHETTI, OH, DUTTON, CHAI... CETTE VALIDATION A DONC MONTRE QUE MCD EST UN MODELE SUBMICRONIQUE ET NON-QUASI-STATIQUE C'EST-A-DIRE QU'IL PREND EN COMPTE LE PHENOMENE D'INERTIE DES CHARGES. UNE FOIS LE MODELE MCD VALIDE, NOUS L'AV.
Author: Salim Ighilahriz
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Languages : fr
Pages : 0
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Book Description
De nos jours, l'industrie de la microélectronique développe des nouvelles technologies qui permettent l'obtention d'applications du quotidien alliant rapidité, basse consommation et hautes performances. Pour cela, le transistor, composant actif élémentaire et indispensable de l'électronique, voit ses dimensions miniaturisées à un rythme effréné suivant la loi de Moore de 1965. Cette réduction de dimensions permet l'implémentation de plusieurs milliards de transistors sur des surfaces de quelques millimètres carrés augmentant ainsi la densité d'intégration. Ceci conduit à une production à des coûts de fabrication constants et offre des possibilités d'achats de produits performants à un grand nombre de consommateurs. Le MOSFET (Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor), transistor à effet de champ, aussi appelé MOS, représente le transistor le plus utilisé dans les différents circuits issus des industries de la microélectronique. Ce transistor possède des longueurs électriques de 14 nm pour les technologies industrialisables les plus avancées et permet une densité intégration maximale spécialement pour les circuits numériques tels que les microprocesseurs. Le transistor bipolaire, dédié aux applications analogiques, fut inventé avant le transistor MOS. Cependant, son développement correspond à des noeuds technologiques de génération inférieure par rapport à celle des transistors MOS. En effet, les dimensions caractéristiques des noeuds technologiques les plus avancés pour les technologies BiCMOS sont de 55 nm. Ce type de transistor permet la mise en oeuvre de circuits nécessitant de très hautes fréquences d'opération, principalement dans le secteur des télécommunications, tels que les radars anticollisions automobiles fonctionnant à 77 GHz. Chacun de ces types de transistors possède ses propres avantages et inconvénients. Les avantages du transistor MOS reposent principalement en deux points qui sont sa capacité d'intégration et sa faible consommation lorsqu'il est utilisé pour réaliser des circuits logiques. Sachant que ces deux types de transistors sont, de nos jours, comparables du point de vue miniaturisation, les avantages offerts par le transistor bipolaire diffèrent de ceux du transistor MOS. En effet, le transistor bipolaire supporte des niveaux de courants plus élevés que celui d'un transistor MOS ce qui lui confère une meilleure capacité d'amplification de puissance. De plus, le transistor bipolaire possède une meilleure tenue en tension et surtout possède des niveaux de bruit électronique beaucoup plus faibles que ceux des transistors MOS. Ces différences notables entre les deux types de transistors guideront le choix des concepteurs suivant les spécifications des clients. L'étude qui suit concerne la fiabilité de ces deux types de transistors ainsi que celle de circuits pour les applications radio fréquences (RF) et aux longueurs d'ondes millimétriques (mmW) pour lesquels ils sont destinés. Il existe dans la littérature de nombreuses études de la fiabilité des transistors MOS. Concernant les transistors bipolaires peu d'études ont été réalisées. De plus peu d'études ont été menées sur l'impact de la fiabilité des transistors sur les circuits. L'objectif de ce travail est d'étudier le comportement de ces deux types de transistors mais aussi de les replacer dans le contexte de l'utilisateur en étudiant la fiabilité de quelques circuits parmi les plus usités dans les domaines hyperfréquence et millimétrique. Nous avons aussi essayé de montrer qu'il était possible de faire évoluer les règles de conception actuellement utilisées par les concepteurs tout en maintenant la fiabilité attendue par les clients.
Author: Myriam Assous
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Languages : fr
Pages : 210
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Book Description
Ce travail de thèse concerne la caractérisation de transistors 1 bipolaires à hétérojonctions Si/SiGe (TBH SiGe). Mon rôle a été d'étudier certaines spécificités du comportement électrique du TBH SiGe liées à la présence d'une base épitaxiée, et de mettre ainsi en évidence ce qui apparaissait comme atypique dans le fonctionnement de ce dispositif par rapport au transistor bipolaire silicium actuel. Dans ce contexte, nous avons porté une attention particulière à l'étude du courant de fuite de la jonction base-collecteur et à l'étude de la recombinaison en base neutre. Nous nous sommes attachés à corréler nos mesures électriques à la technologie. Nous avons ainsi contribué a l'amélioration du nettoyage avant l'épitaxie et de la qualité cristalline du matériau SiGe. Nos analyses électriques de la recombinaison en base neutre nous : ont permis de mettre au point une méthode d'extraction de la durée de vie apparente des électrons dans la base neutre. Cette méthode apporte les 1 éléments de base pour formuler une modélisation du courant de recombinaison en base neutre qui peut être intégrée dans un modèle compact de TBH (utilisable pour la simulation de circuits). Enfin, nous avons fourni les grandeurs électriques de TBH SiGe pour évaluer par la simulation de circuits le gain en performances apporté par ce dispositif pour des applications radiofréquences.
