Contribution à la modélisation en bruit du transistor HEMT aux températures cryogéniques : Analyse du contrôle automatique des filtres actifs microondes

Contribution to the noise modelling of the HEMT transistor in the cryogenic temperatures : Analysis of the automatic control of the microwave active filters

• Auteur / Autrice : Sébastien Quintanel
• Direction : Bernard Jarry
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Électronique des hautes fréquences et optoélectronique. Communications optiques et micro-ondes
• Date : Soutenance en 2002
• Etablissement(s) : Limoges
• Partenaire(s) de recherche : Autre partenaire : Université de Limoges. Faculté des sciences et techniques

Mots clés

Mots clés contrôlés

Supraconducteurs

Cryotechnique

Modèles mathématiques

Transistors

Mots clés libres

Contrôle automatique de fréquence

Boucle asservie en phase

Boucle asservie en amplitude

Amplificateur faible bruit

Résumé

Les deux axes de recherche présentés dans ce rapport sont : - d'une part l'analyse théorique des techniques de contrôle automatique de la fréquence centrale des filtres actifs accordables en fréquence. Deux techniques différentes, basées sur l'utilisation conjointe d'un signal extérieur et d'une boucle asservie soit en amplitude soit en phase, sont étudiées. Les deux systèmes considérés sont associés à deux types différents de filtres commandés en tension. Le premier est un filtre planaire à résonateur de type delta/2, le second est un filtre récursif idéal du premier ordre. - D'autre part, la modélisation en température et en bruit du transistor à effet de champ pour l'application à la conception d'un amplificateur faible bruit refroidi. L'extraction du modèle de bruit d'un TEC, réalisée à partir de la mesure de ses paramètres S et de bruit est premièrement présentée. Enfin, une dernière étude est consacrée à la conception du LNA refroidi, adapté par des circuits supraconducteurs.

The two research areas presented in this report are : - On the one hand, theoretical analysis of automatic central frequency control of tunable filters. Two different techniques based on use of external signal and of a locked loop either in magnitude or in phase are studied. Both systems are associated with two different voltage controlled filters. The first one is a distributed half-wave resonant structure, and the second one is an ideal first order recursive filter. - On the other hand, the FET temperature and noise modelling for cryogenic low noise amplifier design is investigated. FET noise model extraction, realised from S and noise parameters measurements are first presented. Finally, a study is dedicated to cryogenic LNA design matched to superconductor circuits.