Analyse et caractérisation des performances en puissance de transistors bipolaires à hétéro-jonction SiGe:C pour des applications de radiocommunications portables

par Floria Blanchet

Thèse de doctorat en Électronique des hautes fréquences et optoélectronique

Sous la direction de Jean-Michel Nébus, Denis Barataud, Denis Pache et de Caroline Arnaud.

Soutenue en 2007

à Limoges , en partenariat avec Université de Limoges. Faculté des sciences et techniques (autre partenaire) .

mots clés

• TBH (Transistor Bipolaire à Hétéro-jonction)
• HICUM (HIgh CUrrent Model
• Load-pull
• TOS (Taux d'Onde Stationnaire)
• Transistors de puissance
• Transistors bipolaires

Résumé

Ces travaux portent sur la caractérisation de transistors de puissance bipolaires à hétéro-jonction Si/SiGe:C, issus des fonderies de STMicroelectronics Crolles, destinés aux applications de radiocommunications mobiles. Un historique des principales évolutions technologiques du transistor bipolaire est proposé. Les simulations CW, utilisant le modèle HICUM, ont mis en évidence l’influence du point de polarisation et des impédances de charge sur l’optimisation en rendement. Les simulations 2-tons et multi-tons ont confirmé le compromis rendement/linéarité. Une résolution originale pour tester la robustesse des transistors est ensuite exposée. Puis, les mesures réalisées sur le banc load-pull actif du laboratoire Xlim ont montré une bonne cohérence avec les simulations CW. Les comparaisons 2-tons sont prometteuses. Enfin, cette thèse a permis d’identifier le problème d’étalonnage du banc load-pull passif de STMicroelectonics. La résolution proposée a été approuvée par Focus Microwaves.

Titre traduit

Analysis and characterization of hetero-junction bipolar transistors SiGe:C power features for mobile radio-communication applications

Résumé

This work deals with the characterization of power hetero-junction bipolar transistors Si/SiGe:C produced by STMicroelectronics Crolles foundry, destined to mobile radio-communications applications. A historic of the main technological evolutions of the bipolar transistor is proposed. The CW simulations, using the HICUM model, highlighted the influence of the biasing and the charge impedances on the efficiency optimization. Next, an original resolution to test the transistors robustness is presented. Then, the measurements realized on the active load-pull bench of the Xlim laboratory showed a good consistency with the CW simulations. The 2-tons comparisons are promising. Finally, this thesis lets to identify a calibration problem on the passive load-pull bench of the STMicroelectronics laboratory. The proposed resolution has been approved by Focus Microwaves.