Bruit de fond dans les transistors à effet de champ et bipolaires pour micro-ondes

par Robert Plana

Thèse de doctorat en Électronique

Sous la direction de Jacques Graffeuil.

Soutenue en 1993

à Toulouse 3 .

mots clés

• Sciences appliquees
• Electronique
• Transistor hyperfrequence
• Transistor effet champ
• Transistor heterojonction
• Bruit electrique
• Etat electronique surface
• Piegeage porteur charge
• Gallium indium phosphure mixte
• Nc
• Fx
• Na
• Gallium arseniure
• Nc
• Fx
• Na
• Transistor bipolaire
• Cd
• Microwave transistor
• Field effect transistor
• Heterojunction transistor
• Electric noise
• Surface electron state
• Charge carrier trapping
• Gallium indium phosphides mixed
• Nc
• Fx
• Na
• Gallium arsenides
• Nc
• Fx
• Na
• Bipolar transistor
• Cd
• Transistors bipolaires
• Transistors à effet de champ -- Bruit
• Bruit radioélectrique -- Mesure
• Dispositifs à microondes
• Microondes

Résumé

Le travail presente dans ce memoire a pour objet l'etude des phenomenes de bruit de fond electrique dans les transistors pour micro-ondes de type effet de champ (mesfet, hemt et une nouvelle generation le hemt pseudomorphique phemt) et de type bipolaire a heterojonction sur gaas (tbh). Ce memoire est divise en deux parties: la premiere traite des phenomenes de bruit en exces qui, dans la gamme des basses frequences, jouent un role important pour les performances de fonctions analogiques non lineaires (oscillateurs, melangeurs) et la seconde traite du bruit aux frequences normales d'utilisation qu'il est necessaire de bien connaitre si l'on veut realiser des fonctions micro-ondes lineaires (amplificateur, filtre actif). Apres des rappels concernant les sources de bruit en exces, nous presentons une etude complete de l'evolution des sources de bruit en fonction de tec gaas ainsi que sur deux familles de transistors bipolaires a heterojonction sur gaas (gaalas/gaas et gainp/gaas). Ceci nous a permis d'identifier les diverses sources de bruit en exces existantes dans ces composants (1/f, g-r) et de determiner les frequences d'interception du bruit en exces avec le bruit blanc. Des valeurs de l'ordre de 100 khz ont ete obtenues sur des tbh gainp/gaas ce qui constitue une performance tres interessante. La deuxieme partie de ce memoire est plus particulierement consacree a l'analyse du bruit aux frequences micro-ondes d'une part dans les tec gaas ou une etude experimentale en fonction de la polarisation nous a permis de remarquer encore les excellentes performances des composants phemt et d'autre part dans les tbh sur gaas ou nous avons obtenu sur des structures gainp/gaas des facteurs de bruit minimum inferieurs a 3 db a 20 ghz ce qui constitue le meilleur resultat rapporte jusqu'a present sur des transistors bipolaires

Titre traduit

Noise in microwave field effect and bipolar transistors

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