Développement de fonctions intégrées incluses dans les transitors RF de puissance conçus en technologie LDMOS
par Nicolas Labrousse
Thèse de doctorat en Electronique des Hautes Fréquences et Optoélectronique
Sous la direction de Jean-Pierre Teyssier et de Michel Campovecchio.
Soutenue en 2009
à Limoges , dans le cadre de École doctorale Sciences et ingénierie pour l'information, mathématiques (Limoges ; 2009-2018) , en partenariat avec Laboratoire de Chimie des Substances Naturelles (laboratoire) et de Université de Limoges. Faculté des sciences et techniques (autre partenaire) .
Le président du jury était Bernard Jarry.
Le jury était composé de Jean-Pierre Teyssier, Michel Campovecchio.
Les rapporteurs étaient Thierry Parra, Farid Temçamani.
- Ldmos
- Atténuateur variable
- Amplificateurs de puissance
- Transistors de puissance
- UMTS (norme)
mots clés
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Résumé
Ce travail se rapporte à l'étude et à la conception de circuits intégrés sur la plate forme technologique du LDMOS. Ces circuits sont dédiés à des applications autour des amplificateurs de puissance de Freescale Semiconductor pour les stations de base radio-cellulaire de troisième génération. L'analyse des caractéristiques d'un nouveau transitor à 3 accès, intégré en technologie LDMOS, est réalisée afin de mettre en évidence leur intérêt pour la conception de nouvelles fonctions autour des amplificateurs de puissance. La méthode de caractérisation 3-ports de ce transistor est exposée. Par la suite, cette caractérisation est utilisée pour la mise en oeuvre d'un modèle non linéaire utilisant une topologie dite explosée. La finalité de ces travaux concerne l'étude et la conception de différentes structures d'atténuateurs contrôlés en tension. Une étude comparative des performances de ces différentes topologies est menée afin de sélectionner celle qui atteint les meilleures performances. Enfin, la typologie d'atténuateur atteignant une dynamique d'atténuation supérieur à 20 dB, avec des pertes d'insertions de 3. 8 dB, sur la bande UMTS 2. 11-2. 17 GHz), est utilisée pour concevoir une fonction de compensation de gain des amplificateurs de puissance en fonction de la température. Pour cela, un circuit de contrôle intégré est conçu afin de commander le niveau d'atténuation de l'atténuateur variable.
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Titre traduit
Development of integrated circuits included in RF power transistors designed for LDMOS technology
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Résumé
These works relate to the study and design of integrated circuits on the LDMOS platform technology. These circuits are dedicated to applications around Freescale Semiconductor power amplifiers for radio base stations of third generation cellular. The analysis of a new 3-ports transistor integrated into LDMOS technology, is conducted to highlight their interest in designing new functions around power amplifiers. The methodology of 3-port characterization of this transistor is exposed. Thereafter, this characterization is used for the implementation of a nonlinear model using a so-called exploded topology. The purpose of this work concerns the design of various structures of Variable Voltage Attenuators. A comparative study of these topologies performances is conducted to select the one which achieves the best performances. Finally, the topology which achieves an attenuation dynamic exceeding 20 dB with insertion loss of 3. 8 dB, (in the UMTS band : 2. 11-2. 17 GHz), is used to design a gain compensation as a function of temperature for amplifiers. For this, a integrated circuit control is designed to monitor the level of attenuation of the variable attenuator.
