Contribution à l'étude des amplificateurs distribués<br />et des circuits de polarisation active. Applications<br />aux circuits de commande de modulateurs électro-optiques - TEL - Thèses en ligne Accéder directement au contenu
Thèse Année : 2005

Contribution à l'étude des amplificateurs distribués
et des circuits de polarisation active. Applications
aux circuits de commande de modulateurs électro-optiques

Résumé

The increase of data rates in optical telecommunication systems to 10Gbps and
40Gbps, particularly for distances in excess of 150 km, favours the use of external
modulation, and in particular electro optical modulators. The driver circuit of these
modulators thus become a key component of fiber optic transmission systems.
The first chapters of this thesis present a description of the most common systems and
architectures used, allowing us thereby to define performance specifications for the external
modulator driver circuits, and in particular electro optical drivers. Distributed amplifiers fulfil
these requirements well, due in particular to their high gain bandwidth product and a detailed
study of distributed amplifiers and their various configurations is carried out. The designed
amplifiers were produced based on a 0.15 μm PHEMT gallium arsenide technology.
In order to simplify the packaging and to solve the problems caused by the classical
distributed amplifier's biasing, two novel integrated biasing circuits were developed. First of
all, a novel active load, taking place of termination of the output line of the distributed
amplifier, was designed to bias the amplifier and makes it possible to preserve the output
matching during the variation in the current bias, for a gain control for example. Also an
integrated device composed of current sources connected to the output line of the distributed
amplifier, called an active bias T, is studied. The realization of an optical modulator driver, by
packaging a distributed amplifier using the active bias T, has been validated by scattering
parameter measurements and, electrical and optical eye diagrams.
L'augmentation des débits à 10Gbps et 40Gbps dans les télécommunications
optiques couplée à des besoins de portées supérieures à 150 km privilégie l'emploi de la
modulation externe, et en particulier, des modulateurs électro-optiques. Les circuits de
commande des modulateurs optiques apparaissent alors comme un élément clé de ces
systèmes de transmission.
Les premiers chapitres permettent, suite à une présentation des systèmes et architectures les
plus couramment utilisés, de définir les spécifications en performances requises pour les
circuits de commande de modulateurs externes et en particulier des modulateurs électrooptiques.
Une étude complète des amplificateurs distribués, et de leurs différentes
configurations, est menée. Ces amplificateurs, par leur produit gain-bande passante élevé,
répondent en effet au mieux aux exigences définies. Les amplificateurs conçus ont été réalisés
à partir de transistors PHEMT sur arséniure de gallium, de 0.15 μm de longueur de grille.
Afin de simplifier la mise en boîtier et de résoudre les désagréments de la polarisation
classique des amplificateurs distribués, deux nouveaux circuits de polarisation intégrés ont été
développés. Tout d'abord une nouvelle charge active, tenant lieu de terminaison de la ligne de
sortie de l'amplificateur distribué, permet de polariser et de conserver l'adaptation en sortie de
l'amplificateur distribué lors d'une variation du courant de polarisation, pour d'un contrôle de
gain par exemple. Egalement un dispositif intégré de sources de courant connectés à la ligne
de sortie de l'amplificateur distribué, appelé té de polarisation actif, a été étudié. La
réalisation d'un circuit de commande, par le report et la mise en boîtier d'un amplificateur
distribué utilisant le té de polarisation actif, a été validée par des mesures de paramètres [S] et
des diagrammes de l'oeil électriques et optiques.
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Dates et versions

tel-00143887 , version 1 (27-04-2007)

Identifiants

  • HAL Id : tel-00143887 , version 1

Citer

Régis Claveau. Contribution à l'étude des amplificateurs distribués
et des circuits de polarisation active. Applications
aux circuits de commande de modulateurs électro-optiques. Micro et nanotechnologies/Microélectronique. INSA de Rennes, 2005. Français. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-00143887⟩
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