Caractérisation de transistors HEMT en utilisant une méthode innovante de mesure de la linéarité

On wafer HEMT GaN transistors characterization for linearity measurement using an innovative method

• Auteur / Autrice : José Anderson Silva Dos Santos
• Direction : Jean-Christophe Nallatamby, Michel Prigent
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences et ingénierie pour l’information
• Date : Soutenance le 10/12/2024
• Etablissement(s) : Limoges
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences et Ingénierie (Limoges ; 2022-)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : XLIM (Brive, Limoges, Poitiers ; 2006-....)
• Jury : Président / Présidente : Jean-Michel Nébus
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Emmanuel Dupouy, Raymond Quéré, Tibault Reveyrand, Mohammed Ayad
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Fabien Pascal, Eric Bergeault
• DOI : 10.70675/680997f2z0d04z4ba5z9be5z2ee005019f14

Mots clés

Mots clés contrôlés

Transistors à effet de champ à dopage modulé

Nitrure de gallium

Mots clés libres

Caractérisation

Linéarité

Load-Pull

Pae

Puissance

Tuner

USMT

Characterization

Linearity

Load-Pull

Pae

Power

Tuner

USMT

Résumé

La linéarité des composants et circuits RF est un paramètre majeur de la qualité d’une liaison de télécommunications, notamment pour les applications de la 5G. Le but de mon travail est de proposer une technique de mesure sous pointe de la linéarité, adaptable sur un banc de load-pull grâce à l’utilisation d’un instrument de type NVNA. Cette thèse explore l’utilisation d’une méthode innovante de caractérisation de la linéarité des amplificateurs de puissance pour des mesures de load pull passives et actives. Le banc permet de mesurer les différentes figures de mérite classiques (gain, puissance, rendement en puissance ajoutée), ainsi que la linéarité avec un signal complexe de type USMT (Unequally Spaced Multi-Tons). L’objectif consiste à tracer des contours permettant de cartographier les zones optimales de fonctionnement des transistors en changeant leur impédance de charge. Cette méthode est unique à l’heure actuelle dans sa configuration et sa rapidité de mesure. Les caractérisations ont été effectuées sur des transistors HEMT GaN de la société UMS, en vue d’une sélection des meilleures filières de composants pour une conception optimale d’amplificateurs de puissance.

The linearity of RF devices and circuits is a major parameter in the quality of a telecommunications link, particularly for 5G applications. The aim of my work is to propose a technique for on-probes linearity measurement, adaptable to a load-pull bench thanks to the use of an NVNA-type instrument. This thesis explores the use of an innovative method for characterizing the linearity of power amplifiers for passive and active load-pull measurements.The bench is used to measure the various conventional figures of merit (gain, power, power- added efficiency), as well as linearity with a complex USMT (Unequally Spaced Multi-Tones) signal. The objective is to draw contours to map the optimal operating zones of transistors by changing their load impedance. This method is currently unique in its configuration and fast measurement. The characterizations were carried out on GaN HEMT transistors from UMS, with a view to selecting the best devices for optimal power amplifier design.