Co-conception et caractérisation de circuits actifs et passifs tri-dimensionnels en bande K pour l'intégration de mycrosystèmes sur silicium aux fréquences milimétriques

par Minh-Nhut Do

Thèse de doctorat en Micro-électronique

Sous la direction de David Dubuc.

Soutenue en 2007

à Toulouse 3 .


  • Résumé

    Les travaux menés dans le cadre de cette thèse proposent de tirer profit des nouvelles technologies disponibles pour répondre aux besoins de la montée en fréquence et de la miniaturisation des systèmes de communication tout en améliorant le niveau des performances. Les études se sont axées vers la conception d'une structure à mélangeur de réjection de fréquence image permettant de relâcher les contraintes sur les structures critiques de filtrage amont. L'intégration des parties actives et passives de ce système, a ainsi été menée avec comme objectifs de tirer au maximum partie des potentialités de chaque technologie, de proposer des solutions techniques pour palier aux inconvénients de chaque technologie, et d'optimiser l'architecture globale en partitionnant le système suivant les contraintes technologiques et/ou techniques. La première partie des travaux a ainsi porté sur le développement en bande K d'une nouvelle topologie de mélangeur à base de transistors à hétérojonction Si-SiGe à linéarité améliorée. Se basant sur une compréhension des phénomènes intrinsèques du circuit, des topologies modifiées ont de plus été proposés afin de repousser l'ensemble des performances atteignables sur cette technologie. La seconde partie des travaux concerne la conception de coupleurs passifs, toujours en bande K, avec pour objectif la miniaturisation maximale de ces fonctions. Une méthodologie de conception a, dans ce cadre, été développée et validée par une intégration sur une technologie spécifiquement développée au LAAS-CNRS et compatible avec une future intégration avec les circuits actifs. Nous avons ainsi obtenu des performances optimales (à l'état de l'art) avec un gain d'intégration d'un facteur 2. Enfin, en amont et en aval de ces travaux, une étude sur l'architecture globale du système de mélangeur à réjection de fréquence image a été conduite, et sans cesse raffinée, afin de partitionner les contraintes de performances entre les différents blocs et de vérifier l'obte ntion des performances.

  • Titre traduit

    Co-design and characterization of actives and passives circuits 3D in K band for silicium micro-system integration in millimetre-wave frequencies


  • Résumé

    The work presented in this thesis addresses the potentialities of new technologies available to responds to firstly the needs of increased operating frequencies and secondly to the miniaturization of the communication systems with enhanced RF performances. This study is based on the design of an image rejected mixer which allows slackening the constraints on the image filter in the front of the system. The integration of the two parts active and passive of the system, has been carried out with the aim to get the maximum of the potentialities of each technology, to offer technical solutions to overcome the disadvantages of each technology, to optimise the global architecture by dividing the system according to the constraints of the technology and/or the technical constraints. The first part of this study deal with the development of a new mixer structure in the K band with enhanced linearity and based on heterojunction transistors. Based on an understanding of intrinsic phenomena of the circuit, modified topologies have been proposed as well to improve the whole performances achievable in such technology. The second part of this study investigates on the design of passive couplers, in K band too, with the aim of miniaturizing these functions to the maximum. A design method has been developed and validated thanks to the integration in a specific technology developed at the LAAS-CNRS and compatible with future integration with the active circuits. Therefore, optimal performances (state of the art) have been obtained with an integration level improved by 2. Finally, at the beginning and end of this work, a study on the global architecture of the image rejected mixer system has been investigate, and continuously refined, to divide the performance constraints between the different blocks and to verify the obtaining performances.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (149p.)
  • Annexes : Bibliogr. à la fin des chapitres

Où se trouve cette thèse ?

  • Bibliothèque : Université Paul Sabatier. Bibliothèque universitaire de sciences.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 2007TOU30256
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