Phototransistor bipolaire a heterojonction inp/ingaas pour conversion optique/bande millimetrique dans les reseaux de distribution hybrides radio sur fibre

par JULIEN THURET

Thèse de doctorat en Sciences et techniques

Sous la direction de Carmen Gonzalez.

Soutenue en 1999

à Paris 6 .

    mots clés mots clés


  • Résumé

    L'objectif de ce travail consiste a optimiser les performances frequentielles du phototransistor bipolaire a heterojonction inp/ingaas ou pth, dans le domaine opto-electrique, en vue de son integration dans le reseau d'acces radio sur fibre, et plus precisement, au niveau de l'interface optique-radio. L'optimisation du composant a ete realisee simultanement sur la geometrie et sur la structure des couches epitaxiees. D'une part, on montre qu'il est necessaire de dissocier l'entree optique et le contact metallique de la base afin d'eviter les fuites de photocourant. Et d'autre part, on montre qu'une epaisseur de collecteur en ingaas de 5000 a est suffisante pour une sensibilite egale a 0,42 a/w. De plus, l'emploi de la base graduelle en composition permet de minimiser le temps de transit dans la couche de base et ameliore les performances du pth. Le developpement d'un modele opto-electrique a permis de determiner et d'attenuer les parametres limitatifs du pth. La nouvelle configuration de pth a obtenu des performances qui sont actuellement au niveau de l'etat de l'art avec f t, f c et f t o egales respectivement a 91 ghz, 62 ghz et 31 ghz. Dans ce travail, nous avons egalement introduit un nouveau concept pour ce composant. En effet, nous avons considere le pth comme un hexapole dont deux acces sont electriques et l'autre est optique. Nous avons alors defini un nouveau gain en puissance equivalent a g m a x, le gain transducique optique g t o, dont la frequence de coupure f t o est equivalente a f m a x. De plus, pour la conception de circuits de photoreception, il est indispensable de connaitre les performances en bruit du pth. Un courant de bruit i i n ramene en entree inferieur a 10 pa/hz dans la gamme de frequence 0,5-40 ghz, permet une integration du pth dans les circuits oeic. C'est pourquoi, dans le cadre du projet acts/frans, nous avons concu des amplificateurs bande etroite centres a 28 ghz, a partir du concept de l'hexapole. Outre l'interet de l'amplification integree du photocourant, le pth, grace a ses non-linearites, permet de realiser un melange optique-electrique, et notamment une transposition de frequence dans le domaine millimetrique. Enfin, pour un pth toujours plus rapide, nous proposons clairement les ameliorations a entreprendre.


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  • Détails : 202 p.
  • Annexes : 93 ref.

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