Contribution A La Simulation Physique De Composants Et A La Realisation De Circuits Integres Monolithiques Micro Ondes Originaux

Contribution à la simulation physique de composants et à la réalisation de circuits intégrés monolithiques micro-ondes originaux

Intégration d'un modèle physique de transistor bipolaire à hétérojonction dans l'environnement de la C.A.O. non linéaire des circuits monolithiques microondes

LE TRAVAIL PRESENTE DANS CE MEMOIRE CONCERNE LE COUPLAGE ENTRE UN SIMULATEUR PHYSIQUE DE TRANSISTOR BIPOLAIRE A HETEROJONCTION HETSI ET UN SIMULATEUR DE CIRCUIT EN EQUILIBRAGE HARMONIQUE LISA. CE MEMOIRE EST DIVISE EN TROIS PARTIES: LA PREMIERE EST ESSENTIELLEMENT AXEE SUR LA PHYSIQUE DES COMPOSANTS. ELLE ETABLIT LES EQUATIONS GENERALES DU TRANSPORT DES PORTEURS DANS LES SEMI-CONDUCTEURS ET SUIVANT LES HYPOTHESES CHOISIES, LES EQUATIONS DE DERIVE DIFFUSION ET DE TRANSPORT D'ENERGIE SONT DONNEES. COMPTE TENU DES IMPERATIFS D'UN COUPLAGE DE CES EQUATIONS A UN SIMULATEUR DE CIRCUITS, UNE DISCRETISATION ET UNE RESOLUTION IMPLICITE DES EQUATIONS DE LA PHYSIQUE DES SEMI-CONDUCTEURS SONT DEVELOPPEES. DES RESULTATS CONCERNANT L'ETUDE D'UNE STRUCTURE DE HBT AVEC UN MODELE UNIDIMENSIONNEL SONT EXAMINES. LA SECONDE PARTIE EST DEDIEE QUANT A ELLE AUX METHODES UTILISABLES POUR RESOUDRE LES EQUATIONS DES CIRCUITS MICROONDES. LES METHODES TEMPORELLES SONT ETUDIEES ET COMPAREES A LA METHODE DE L'EQUILIBRAGE HARMONIQUE. IL RESSORT UN BESOIN REEL D'UTILISER LA METHODE DE L'EQUILIBRAGE HARMONIQUE POUR RESOUDRE LES EQUATIONS DES CIRCUITS MICROONDES EN REGIME PERIODIQUE ET EN ETAT ETABLI. LA TROISIEME PARTIE DU MEMOIRE CONCERNE L'INTEGRATION DES EQUATIONS DE LA PHYSIQUE DANS UN SIMULATEUR PHYSIQUE EN EQUILIBRAGE HARMONIQUE. LA CONSTRUCTION SOUS FORME MODULAIRE DES DEUX SIMULATEURS EST DECRITE AINSI QU'UNE METHODE ORIGINALE DU CALCUL DU JACOBIEN IMPLICITE EXACT DU SYSTEME. DES RESULTATS EN CLASSE A, B A 1.8 GHZ VALIDENT LE COUPLAGE. IL EST DESORMAIS POSSIBLE A L'AIDE DE CE NOUVEL OUTIL D'ENVISAGER DE CONCEVOIR ENSEMBLE LA PARTIE PASSIVE ET ACTIVE D'UN CIRCUIT MMIC

Caractérisation et simulation de la susceptibilité des circuits intégrés face aux risques d'inductions engendrées par des micro-ondes de forte puissance

Cette thèse a pour objectif de comprendre les phénomènes pouvant apparaître sur les circuits imprimés lorsqu'ils sont soumis à des interférences provenant de sources Micro-ondes de Fortes Puissances. Le couplage de ces ondes électromagnétiques sur les éléments conducteurs peut donner naissance à des perturbations de plusieurs volts à des fréquences de l'ordre du GHz, il est alors possible que les lignes de plusieurs centimètres connectées aux composants entrent en résonance. Ce phénomène est très pénalisant pour le fonctionnement du système. Pour reproduire ce type de contrainte, nous exploitons le couplage par diaphonie entre deux lignes de transmission parallèles qui permet d'induire une perturbation assimilable à l'illumination rasante d'une onde plane. A l'aide de ce dispositif, nous étudions le comportement d'une ligne de transmission lorsqu'elle est connectée à un composant non linéaire tout d'abord réduit à une diode, nous regarderons plus particulièrement les phénomènes survenant aux abords des résonances quart d'onde et demi onde. Ces observations sont ensuite étendues au cas d'un circuit intégré logique simple de type inverseur puis à un composant programmable de technologie évoluée. Cette étude, complétée par des mesures de susceptibilité réalisées sur ces composant connectés à une ligne perturbée, a permis de mettre en évidence l'impact des protections contre les décharges électrostatiques sur la sensibilité des composants. D'autre part, nous montrons que l'impédance de sortie des circuits intégrés est également un paramètre qui influe fortement la susceptibilité du composant placé en aval. Enfin, une étude prospective sur des logiciels de simulation usuels disponibles au laboratoire a permis d'appréhender les difficultés et les contraintes d'une prédiction numérique de la sensibilité des systèmes électroniques, nous montrons que pour prendre en considérations les phénomènes décrits précédemment, une solution temporelle est préférable aux approches classiques abordées dans le domaine fréquentiel.