Oscillateur commandé en tension de classe C à faible puissance et haute fiabilité pour application spatiale en technologie FD-SOI 28 nm

Low power, high-reliability class-C voltage-controlled oscillator for space application in 28 nm FD-SOI technology

• Auteur / Autrice : Ayoub Ait Ihda
• Direction : Yann Deval
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Electronique
• Date : Soutenance le 16/12/2022
• Etablissement(s) : Bordeaux
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale des sciences physiques et de l’ingénieur (Talence, Gironde ; 1995-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire de l'intégration du matériau au système (Talence, Gironde)
• Jury : Président / Présidente : Eric Kerhervé
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Stéphane Rochette, Matthieu Gastaldi, Hervé Lapuyade, François Rivet
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Gilles Jacquemod, Christian C. Enz

Mots clés

Mots clés contrôlés

Polarisation (électricité)

Bruit de phase

Fiabilité

FD-SOI (transistors)

Oscillateurs

Mots clés libres

Oscillateur commandé en tension

Fd-Soi

Fiabilité

Réglage du bruit de phase

Oscillateur sans varactor

Polarisation de la grille arrière

Classe C

Voltage-Controlled Oscillator

Fd-Soi

Reliability

Phase Noise Tuning

Varactor-Less Oscillator

Body-Biasing

Class-C

Résumé

Des milliers de satellites orbitent autour de la terre et fournissent à des milliards de personnes des informations météorologiques, des communications, des émissions et des informations de navigation. Les services par satellite sont tellement omniprésents et essentiels dans notre vie que l'utilisation des satellites dans notre vie quotidienne est souvent devenue "invisible". Le nombre de satellites lancés dans l'espace augmente chaque année, annonçant une nouvelle course à l'espace. Cette nouvelle ère spatiale encourage la transition des technologies traditionnelles de semi-conducteurs utilisées dans l'espace, qui sont en retard sur l'état de l'art, vers les derniers nœuds technologiques qui offrent de hautes performances à faible coût, comme la technologie CMOS FD-SOI de 28 nm.Outre des performances spectrales élevées pour les communications à large bande, les émetteurs-récepteurs de satellites doivent être très fiables et consommer peu d'énergie, l'électricité étant une denrée rare dans l'espace. L'oscillateur commandé en tension (VCO) est l'un des blocs de circuit les plus importants dans les émetteurs-récepteurs de satellite en termes de dissipation de puissance et de performance globale. Le travail de thèse se concentre sur la conception d'une nouvelle topologie VCO pour la communication par satellite avec un compromis équilibré entre la fiabilité, le bruit de phase, la consommation d'énergie et la plage d'accord.

Thousands of satellites orbits around the earth providing billions of people with meteorological and weather information, communications, broadcasting, and navigational information. Satellite services become so omnipresent and essential in our life that the use of satellites in our daily life has often become "invisible". The number of satellites launched into space is increasing every year, heralding a new space race. This new space era encourages the transition from traditional semiconductor technologies used in space, which lag behind the state of the art, to the latest technology nodes that offer high performance at low cost such as 28 nm FD-SOI CMOS technology.In addition to high spectral performance for broadband communications, satellite transceivers must have high reliability and low power consumption, as electricity is a rare commodity in space. Voltage Controlled Oscillator (VCO) is one of the most important circuit blocks in satellite transceivers in terms of power dissipation and overall performance. The thesis work focuses on the design of a new VCO topology for satellite communication with a balanced trade-off between phase noise, reliability, power consumption, and tuning range.