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Thèse soutenue

Caractérisation du transistor bipolaire à hétérojonction GaAlAs/GaAs en vue de son utilisation en amplification hyperfréquence de puissance

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Auteur / Autrice : Laurent Andrieux
Direction : Alain Cazarré
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Électronique
Date : Soutenance en 1995
Etablissement(s) : Toulouse 3

Mots clés

FR

Mots clés contrôlés

Amplificateurs à transistors
Semiconducteurs à l'arséniure de gallium
Transistors bipolaires
Micro-ondes
Dispositifs à micro-ondes
Amplificateurs de puissance

Mots clés libres

Sciences appliquees
Electronique
Etude theorique
Verification experimentale
Simulation numerique
Modelisation
Amplificateur hyperfrequence
Transistor hyperfrequence
Transistor bipolaire
Transistor heterojonction
Transistor puissance
Compose iii-v
Gallium arseniure
Nc
Fx
Na
Compose binaire
Aluminium arseniure
Nc
Fr
Fx
Na
Compose ternaire
Caracteristique electrique
Puissance sortie
Rendement
Gaas
As ga
Gaalas
Al as ga
Logiciel mds
Adaptation puissance
Theoretical study
Experimental test
Numerical simulation
Modeling
Microwave amplifier
Microwave transistor
Bipolar transistor
Heterojunction transistor
Power transistor
Iii-v compound
Gallium arsenides
Nc
Fx
Na
Binary compound
Aluminium arsenides
Nc
Fr
Fx
Na
Ternary compound
Electrical characteristic
Output power
Yield

Résumé

FR

Le transistor bipolaire a heterojonction gaalas/gaas presente des potentialites interessantes dans le domaine de l'amplification hyperfrequence de puissance. Ce memoire constitue une contribution a sa caracterisation et sa modelisation fort signal pour ce type d'application. Dans une premiere partie, nous presentons un modele electrothermique physique non lineaire, implante dans les logiciels esacap et hp/mds. La temperature du composant est modelise au moyen d'une cellule thermique connexe au modele. Dans un deuxieme temps, la caracterisation i(v) nous a permis d'extraire les valeurs des elements lineaires et non lineaires definissant le modele. Nous avons egalement estime la resistance thermique a une constante. Les performances frequentielles petit signal font etat d'une frequence de transition de 20 ghz et maximale d'oscillation de 15 ghz. Les confrontations theorie-experience nous ont permis, pour ces regimes de fonctionnement, de valider le modele etabli, et d'evaluer l'influence de l'auto-echauffement du transistor sur ses performances statiques et dynamiques. La derniere partie a consiste a caracteriser nos composants dans un amplificateur discret: gain en puissance, puissance de sortie et rendement en puissance ajoutee, ont ete etudies. Nous montrons que l'adaptation definie en regime lineaire s'avere insuffisante pour atteindre de fortes puissances de sortie et presentons une methode permettant d'optimiser les impedances a presenter. A 2 ghz, et pour une polarisation en classe ab, un gain de puissance de 12 db, associe a une puissance de sortie maximale de 630 mw et un rendement de 60% ont ete obtenus. Pour tous les cas etudies, les simulations valident notre modele en regime de forts signaux. Enfin, des conclusions sont faites quant aux possibilites pratiques d'optimisation de nos structures pour l'obtention de performances encore superieures