Etude et mise en œuvre d’un banc de caractérisation fort-signal de transistors en ondes millimétriques : Application à la conception d'amplificateurs de puissance hybrides en bande Ka
par Ismail Yattoun
Thèse de doctorat en Physiques et sciences pour l'ingénieur
Sous la direction de Philippe Gelin.
Soutenue en 2006
à Brest .
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Résumé
La conception maîtrisée d'amplificateurs de puissance à l'état solide nécessite des moyens de caractérisation performants permettant d'obtenir par l'expérimentation les conditions optimales de fonctionnement en puissance des transistors - ces résultats étant directement utilisables par le concepteur. Par ailleurs, ces moyens permettent également de valider les modèles de composants élaborés pour la C. A. O des circuits non-linéaires. La caractérisation en puissance des transistors est réalisée au moyen de la technique de la charge active (« load-pull » actif) dont une nouvelle configuration est proposée. Cette technique permet la synthèse électronique d'une impédance de charge quelconque pour laquelle les performances en puissance du transistor - pour une fréquence et un point de polarisation donnés - sont mesurées. L'application maieure visée par ce banc expérimental est donc la caractérisation fort signal de transistors, en vue de concevoir des amplificateurs de puissance destinés aux systèmes de télécommunication en ondes millimétriques en particulier aux fréquences 28/30 ou 41 GHz.
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Titre traduit
Study and implementation of a transistor large signal characterization test bench in millimetre waves : Application to the design of hybrid power amplifiers in the Ka band
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Résumé
The optimized and efficient design of solid state power tanplifiers (SSPA) require the experimental large-signal characterization of transistors usina a load-pull test-bench. :The purpose is to determine the optimum device'sperfomances which depend on the operating conditions (frequency, bias voltages , input power) and loading-conditions. The optimum load impedances associated with maximum added power or with maximum added power efficiency for a given input power level can be obtained and, as a result, the information derived tiom these measurements maximizes circuit performances with reduced development time. With this approach, the non-lincar model of transistors at high frequencies can also be validated, thus improvise, the reliability of microwave design tools. The characterization of transistors under large signal is performed in the millimetre-wave range using the active loop technique with a new configuration implemented in the test bench. The design of power amplifiers for telecommunication applications at 28/30 GHz or 41 GHz can be therefore carried out.
