Synthétiseurs de fréquence monolithiques micro-ondes à 10 et 20 GHz en technologies BiCMOS SiGe 0,35 et 0,25 µm

par Mathilde Sié

Thèse de doctorat en Micro-électronique

Sous la direction de Éric Tournier.

Soutenue en 2004

à Toulouse 3 .


  • Résumé

    Le développement des technologies BiCMOS Silicium/Germanium (SiGe) permet aujourd'hui l'intégration de systèmes radio-fréquences (RF) complets (RF+bande de base) sur une seule puce et à faible coût. Les transistors bipolaires de telles filières sont en effet capables d'atteindre des fréquences de transition de plusieurs dizaines de gigahertz, assurant ainsi la réalisation de fonctions du domaine RF telles que l'amplification, le mélange, la division de fréquence analogique et numérique, la comparaison phase/fréquence analogique et numérique, etc. De plus, la compatibilité de ces technologies avec les technologies CMOS existantes autorise la réalisation simultanée de systèmes de traitement du signal numériques (et/ou analogiques) complets dans la bande de base. Le point faible de ces technologies reste cependant la difficulté d'obtenir des composants passifs de bonne qualité. Un challenge apparaît lorsqu'il s'agit de reconsidérer la conception des architectures existantes afin de se satisfaire de ces composants intégrés passifs peu performants, voire de s'en passer complètement. Une solution consiste alors à numériser au maximum les diverses fonctions précédemment citées. Le travail de thèse porte sur l'étude de faisabilité de la synthèse de fréquence en bande X et K, entièrement intégrée en technologie SiGe et basée sur la boucle à verrouillage de phase. On s'intéresse plus particulièrement à la numérisation des diviseurs hyperfréquences et des comparateurs phase/fréquence utilisés dans la boucle, le VCO restant par ailleurs analogique. Des solutions de conception innovantes sont proposées en terme de montée en fréquence et de réduction des phénomènes parasites inhérents aux structures habituellement rencontrées à plus basse fréquence. La thèse se conclut par l'intégration des diviseurs et comparateurs conçus dans cette thèse avec des VCOs conçus lors d'une thèse déjà soutenue afin de former des synthèses de fréquence à 10 et 20 GHz.

  • Titre traduit

    Microwave monolithic frequency synthesizers in 0. 35 and 0. 25 µm SiGe BiCMOS technologies


  • Résumé

    Nowadays, the development of Silicium/Germanium BiCMOS technologies permits the low-cost integration of complete RF systems onto a single chip. Bipolar transistors of these processes are effectively capable of attaining transition frequencies in the order of tens of GHz, thus insuring the realization of RF domain functions such as amplification, mixing, digital and analog frequency division, digital and analog phase/frequency comparison, etc. In addition, the compatibility of these technologies with existing CMOS technologies allows integration with base band digital (or analog) signal processing. A difficult challenge arises when reconsidering designs of existing architectures to compensate for the relatively poor performance of integrated passive components. One solution consists of digitizing as many functions as possible. The aim of this thesis is to study the feasability of X and K band frequency synthesizers based on a PLL entirely integrated in SiGe technologies. In particular, this work focuses on the digitization of frequency dividers and phase/frequency detectors used in PLLs, while maintaining an analog VCO. Innovative design solutions are proposed to increase the operating frequency while reducing inherent parasitics in commonly used structures. This thesis concludes with the integration of divider and comparator designs with VCO, designed in a previous thesis, to form two frequency synthesizers, one operating at 10 GHz and an other at 20 GHz.

Autre version

Cette thèse a donné lieu à une publication en 2005 par [CCSD] à Villeurbanne

Synthétiseurs de fréquence monolithiques micro-ondes à 10 et 20 GHz en technologies BiCMOS SiGe 0,35 et 0,25 µm

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La version de soutenance existe sous forme papier

Informations

  • Détails : 1 vol. (175 f.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. à la fin des chapitres

Où se trouve cette thèse\u00a0?

  • Bibliothèque : Université Paul Sabatier. Bibliothèque universitaire de sciences.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 2004TOU30296
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