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RÉSUMÉ
Cet article traite des circuits intégrés microondes (MMIC). Il décrit les technologies et les modèles électriques des composants passifs relatifs aux principales filières technologiques de circuits intégrés hautes fréquences. L’article insiste sur une description précise de ces composants et de leurs modélisations électriques.
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Lire l’articleAuteur(s)
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Gilles DAMBRINE : Professeur à l’Université de Lille, Institut d’Électronique de Microélectronique et de Nanotechnologies, IEMN, France
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Didier BELOT : STMicroelectronics, Crolles, France
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Pascal CHEVALIER : STMicroelectronics, Crolles, France
INTRODUCTION
Det article se situe dans la suite logique de l’article [E 1426], dédié aux transistors et composants actifs constituants des MMIC ; il traite cette fois de l’ensemble des composants passifs tels que les résistances, capacités, inductances et structures de propagation.
Dans cet article, nous passons en revue la description des composants passifs et leur modélisation ainsi que la description des architectures des circuits de polarisation.
Dans la première section, nous décrivons les principaux types de composants passifs utilisés pour la conception de MMIC ainsi que leur principe de modélisations électriques. La seconde section traite des architectures relatives aux circuits de polarisation des transistors qui sont des dispositifs communs aux circuits MMIC.
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- Version archivée 1 de mai 2004 par Christian RUMELHARD
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Conclusion
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2. Polarisation des composants actifs
Tous les circuits étudiés dans ce texte sont des circuits analogiques. La polarisation des composants actifs posera donc toujours le même type de problèmes et un certain nombre de solutions types peuvent être passées en revue. Les configurations adoptées pour polariser des transistors pourront être mises en œuvre pour tout autre dispositif actif tel que varactor, FET froid, etc. Un paragraphe spécial est consacré à cette activité car les inductances, lignes et capacités qui sont obligatoirement ajoutées aux circuits à cette occasion vont en général augmenter considérablement la surface du circuit et donc son coût. Il faudra donc dans la plupart des cas apporter un soin particulier au choix et à la disposition de ces circuits de polarisation.
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Schéma de base de la polarisation
La figure 18 représente le schéma de base pour polariser un transistor monté en source commune. Les inductances ou selfs de choc L c ont pour rôle de présenter au signal alternatif une impédance suffisamment élevée pour ne pas perturber celui-ci. Les capacités de découplage C d sont là pour court-circuiter à la masse des fuites du signal alternatif qui, se refermant par les alimentations, pourraient être réinjectées à l’entrée et pourraient, pourvu que la phase soit correcte, transformer un amplificateur en oscillateur. Les capacités de liaison C ℓ ont pour but d’isoler les différentes tensions par rapport aux tensions appliquées aux transistors suivants ou précédents.
Exemple : dans le cas d’une sortie de transistor et en prenant une valeur de R DS de 300 Ω, il faudrait présenter une impédance d’au moins 1 000 Ω pour ne pas perturber la sortie. À une fréquence de 10 GHz, cela correspond à une inductance d’environ 16 nH. Une telle inductance n’est pas réalisable à cette fréquence à cause d’une fréquence de coupure très inférieure à 10 GHz qui fait qu’à cette fréquence, ce composant est devenu capacitif.
La polarisation par inductance ne sera donc envisageable que dans le cas où une impédance faible peut être présentée, par exemple dans un amplificateur distribué où la ligne de sortie verra 50 Ω.
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Polarisation par des résistances
Une autre solution (figure ...
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Polarisation des composants actifs
BIBLIOGRAPHIE
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(1) - CASTAGNÉ (C.), DUCHEMIN (J.-P.), GLOANEC (M.), RUMELHARD (Ch.) - Circuits intégrés en arséniure de gallium, - Masson (1989).
-
(2) - GUPTA (K.C.), GARG (R.), BAHL (I.), BHARTIA (P.) - Microstrip lines and slot lines (Lignes microstrip et lignes à fentes) –, - Artech House, Second edition (1996).
-
(3) - WADELL (B.C.) - Transmission line design handbook (Manuel de conception des lignes de transmission), - Artech House (1991).
-
(4) - FERRARI (P.), FLÉCHET (B.), ANGÉNIEUX (G.) - Time domain characterization of lossy arbitrary characteristic impedance transmission lines (Caractérisation temporelle des lignes de transmission à pertes d’impédance caractéristique quelconque), - IEEE Microwave and Guided Wave letters, vol. 4, n° 6, June 1994.
-
(5) - DURAND (E.) - Électrostatique et magnétostatique, - Masson et Cie (1953).
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