Modélisation non linéaire des transistors bipolaires hétérojonction : application à la conception optimum d'amplificateurs distribués de puissance à montage cascode

• Auteur / Autrice : Jean-Philippe Fraysse
• Direction : Raymond Quéré
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Électronique des hautes fréquences et optoélectronique
• Date : Soutenance en 1999
• Etablissement(s) : Limoges
• Partenaire(s) de recherche : autre partenaire : Université de Limoges. Faculté des sciences et techniques

Mots clés

Mots clés contrôlés

Circuits intégrés pour microondes

Amplificateurs de puissance

Théories non linéaires

Modèles mathématiques

Transistors bipolaires

Résumé

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%.