MMIC - Composants

La conception des circuits intégrés monolithiques micro-ondes implique une connaissance approfondie des composants actifs et passifs pour plusieurs raisons.

Lors de la réalisation du premier circuit intégré analogique monolithique micro-onde, il existait un seul transistor : le MESFET GaAs. Maintenant, les transistors fonctionnant en micro-ondes sont devenus très nombreux et peuvent se trouver sur différents substrats. À chacun de ces composants actifs correspond une technologie ayant des performances et une maturité différentes. La première étape de la conception d’un circuit devra se soucier du choix du composant actif, donc d’une technologie.

Une fois le choix du composant actif effectué, il faut disposer de modèles qui décrivent les performances correspondant au circuit à réaliser et ceci en fonction de la largeur des grilles pour les FET ou de la longueur de l’émetteur pour les transistors bipolaires à hétérojonction. Ces deux dimensions ou bien le nombre de doigts des transistors pourront toujours varier en fonction des besoins. Selon les circuits, les grandeurs demandées aux modèles de composants actifs sont très différentes. Cela peut aller du schéma équivalent petit signal, qui est en général connu, aux performances en bruit de phase en basse fréquence qui impliqueront souvent des mesures complémentaires.

Ensuite il faut connaître les modèles des composants passifs qui seront toujours plus ou moins les mêmes quelle que soit la technologie. Ce sont ces modèles qui sont présentés. Certains d’entre eux, comme les modèles d’inductances sur substrat silicium sont encore susceptibles d’évoluer.

Dans les circuits intégrés monolithiques micro-ondes, toutes les connexions sont des tronçons de lignes et sont donc aussi des composants. De plus, ces composants peuvent être couplés entre eux et ainsi provoquer des perturbations importantes dans les circuits. La conception de ces circuits impose donc d’avoir des outils de caractérisation électromagnétique des lignes. Ce sujet ne sera pas abordé dans cet article.

Dans les circuits analogiques, les polarisations continues ne doivent pas interférer avec les signaux hautes fréquences. Avant de concevoir des circuits, il faut donc savoir polariser les composants actifs. Cela se fait avec des composants passifs ou actifs et selon des méthodes qui dépendent de la fréquence. C’est ce qui sera examiné dans le dernier paragraphe.

Cette étude des circuits intégrés monolithiques micro-ondes se compose de plusieurs articles :

• MMIC- Évolution et technologie, traitant de l’évolution et de la technologie des MMIC,

• [E 1 426] qui passe en revue les composants passifs et actifs micro-ondes,

• MMIC- Déphaseurs et amplificateurs qui décrit les MMIC déphaseurs et amplificateurs,

• MMIC - Oscillateurs, mélangeurs, convertisseurs qui traite de la modulation, démodulation et conversion de fréquence,