Méthodologie de CAO innovante pour la conception de MMICs prenant en compte les pertes des éléments réactifs des technologies intégrées

Innovative CAD methodology for low noise MMICs, including lossy passive component models from foundries

• Auteur / Autrice : Sylvain Lanzeray
• Direction : Bernard Jarry, Stéphane Bila, Julien Lintignat
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Electronique des hautes fréquences, photonique et systèmes
• Date : Soutenance le 21/12/2018
• Etablissement(s) : Limoges
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences et Ingénierie des Systèmes, Mathématiques, Informatique (Limoges ; 2018-2022)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : XLIM
• Jury : Président / Présidente : Michel Campovecchio
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Sébastien Delcourt, Vincent Armengaud
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Éric Tournier, Farid Temçamani

Mots clés

Mots clés contrôlés

Circuits intégrés -- Conception assistée par ordinateur

Amplificateurs faible bruit

Circuits intégrés monolithiques hyperfréquence

Mots clés libres

Synthèses à pertes

Amplificateur faible bruit filtrant MMIC

Mélangeur résistif MMIC

Bande Ku

Bande Ka

Modèles à pertes

Programmation AEL

Lossy synthesis

MMIC LNA

MMIC resistive mixer

Ku-band

Ka-band

Lossy passive component models

AEL programming

Résumé

L’augmentation du nombre d’appareils communicants et du débit de données a pour conséquence une montée en fréquence des dispositifs micro-ondes, notamment dans le secteur du spatial. L’optimisation des modules existants n’est pas toujours suffisante. Il faut donc synthétiser de nouveaux circuits. Cependant, la plupart des méthodes de synthèse existantes, inclues dans les logiciels de CAO, ne prennent pas en compte les modèles à pertes des fondeurs. Or, plus la fréquence de fonctionnement est élevée, plus leurs prises en compte est indispensable. Cette thèse propose une nouvelle méthode de synthèse et de conception pour les circuits faible bruit intégrés (amplificateur faible bruit et mélangeur). Elle prend en compte les modèles à pertes des composants passifs des fondeurs, les lignes de connexion, les jonctions et elle combine plusieurs fonctions comme l’amplification et le filtrage ainsi que le mélange et le filtrage. Elle a été validée en simulation et en mesure.

Due to the evolution of wireless systems and data rate, it is necessary to increase microwave operating frequencies, especially in space industry. Optimization of existing circuit topologies are always not enough and therefore, we need to synthetize new circuits. Unfortunately, most of the existing synthesis methods, including in CAD softwares, are only based on lossless passive component models. With the increase of operating frequency, we need to take the effect of losses in the passive component models during synthesis. This thesis introduces a new synthesis and design method for low noise integrated circuits(low noise amplifier and mixer). Lossy passive component models from foundries, connecting wires, junctions and co-design (amplification and filtering or mixing and filtering)are included. The design procedure was validated by simulations and measurements.