Contribution a la modelisation de structures coplanaires en technologie monolithique, application a la realisation d'amplificateurs en bande v sur arseniure de gallium

• Auteur / Autrice : ALEXANDRE BESSEMOULIN
• Direction : Georges Alquié
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences et techniques
• Date : Soutenance en 1998
• Etablissement(s) : Paris 6

Résumé

Cette these represente une contribution au developpement des methodes de conception de circuits monolithiques millimetriques utilisant la technologie coplanaire. En effet, malgre les avantages que presente celle-ci, cette technologie reste relativement peu employee, compte tenu d'une base incomplete de donnees de conception. L'originalite de ce travail reside donc dans le developpement de methodes et considerations de conception, de modeles analytiques parametrables pour la ligne coplanaire et les discontinuites associees (stubs, gap, saut d'impedance, ponts a air, jonctions en t, angles droits et elements localises), adaptes aux outils actuels de simulation electrique. Ces etudes sont validees par comparaison avec des analyses numeriques rigoureuses et des resultats experimentaux, ainsi que par la realisation de plusieurs amplificateurs monolithiques hautes performances pour systemes de telecommunications en bande v. Un premier amplificateur a ete realise sur gaas ; une tres bonne concordance entre les mesures et les simulations a ete obtenue. Avec un gain de 15. 2 db a 67 ghz, cet amplificateur a montre des performances inegalees a la limite des possibilites offertes par une technologie a base de transistors hemt 0. 3 m. Pour remedier aux limitations pour des applications a faible bruit en bande millimetrique de cette technologie, quatre concepts d'amplificateurs a faible bruit a 60 ghz, utilisant des transistors pseudomorphiques pm-hemt 0. 15 m sur gaas, ont ete etudies. Ces amplificateurs different dans l'optimisation des transistors et l'adaptation des differents etages, optimises soit pour un fonctionnement a faible bruit ou a gain maximum. En tres bon accord avec les predictions, les meilleures performances mesurees sont des facteurs de bruit/gains associes a 59 ghz de 3. 0/9. 2 db et 3. 8/12. 2 db pour des circuits de dimensions 1. 5 1. 0 mm 2 ; representant l'etat de l'art pour une technologie pm-hemt sur gaas.