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Auteur(s)
-
et Stéphane DELLIER***
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La conception de circuits hyperfréquences et notamment des amplificateurs de puissance est un défi même pour des ingénieurs expérimentés. Cet article a pour objet d’éclairer le lecteur sur les différentes techniques de modélisation actuellement utilisées.
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3. Techniques de modélisation
3.1 Modélisation linéaire de transistor en petit signal
L’extraction d’un modèle non linéaire d’un composant hyperfréquence se fait en plusieurs étapes qui peuvent être résumées sur la figure 1.
Comme représenté sur la figure 2, le modèle non linéaire petit signal d’un transistor à effet de champ se fait en plusieurs étapes. Une des premières étapes consiste à définir la topologie du modèle électrique du transistor sous la forme d’un circuit électrique équivalent constitué d’éléments localisés.
Prenons par exemple le cas d’un transistor à haute mobilité d’électrons (HEMT). Son modèle électrique petit signal équivalent peut être représenté comme dans la figure 2 b.
Plusieurs méthodes peuvent être employées pour l’extraction de ce modèle petit signal, à savoir une méthode numérique dite « brutale », une méthode analytique et une méthode mixte.
La méthode « brutale » consiste à effectuer une optimisation numérique. Celle-ci vise à minimiser une fonction d’erreur comparant les résultats de simulations et les résultats de mesures en jouant de manière aveugle sur tous les paramètres du circuit équivalent. Le caractère brutal de cette technique vise à annuler toutes les conditions pouvant cadrer la simulation. La conséquence est que les itérations effectuées pendant l’optimisation peuvent ne pas converger vers un résultat lorsque la fonction d’erreur est « piégée » dans un minimum dit local. Par ailleurs, même si cette simulation aboutit, le résultat obtenu peut être dénué de signification physique.
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Techniques de modélisation
BIBLIOGRAPHIE
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(2) - NAKHLA (M.S.), VLACH (J.) - A piecewise harmonic balance technique for determination of periodic response of nonlinear systems - . IEEE Transactions on Circuits and Systems, Vol. CAS-23, No 2, Feb. 1976.
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