Etude d'une nouvelle filière de composants sur technologie nitrure de gallium. Conception et réalisation d'amplificateurs distribués de puissance large bande à cellules cascodes en montage flip-chip et technologie MMIC. - TEL - Thèses en ligne Accéder directement au contenu
Thèse Année : 2007

Modeling of a GaN HEMTs technological process. Design of flip-chip and MMIC architectures of wideband distributed power amplifiers with cascode cells.

Etude d'une nouvelle filière de composants sur technologie nitrure de gallium. Conception et réalisation d'amplificateurs distribués de puissance large bande à cellules cascodes en montage flip-chip et technologie MMIC.

Audrey Martin

Résumé

The aim of this study is to assess the potentialities of HEMTs AlGaN/GaN transistors for RF power applications. The properties of wide band-gap materials and especially the GaN material are analysed in order to highlight their capabilities for applications to wideband power amplifiers. Modeling of passive components is explained and the design guide library on SiC substrate is implemented. Characterization results as well as linear and nonlinear simulations are presented on devices and circuits. The results of this work give concrete expression to the design of wideband power amplifiers showing a distributed architecture of cascode cells using GaN HEMTs, the first one flip-chip mounted onto an AlN substrate and the second one in MMIC technology. One MMIC version allows to obtain 6.3W over a 4-18GHz bandwidth at 2dB compression input power. These results bring to light famous potentialities assigned to HEMTs GaN components.
Ces travaux de recherche se rapportent à l'étude de transistors HEMTs en Nitrure de Gallium pour l'amplification de puissance micro-onde. Une étude des caractéristique des matériaux grand gap et plus particulièrement du GaN est réaliséé afin de mettre en exergue l'adéquation de leurs propriétés pour les applications de puissance hyperfréquence telle que l'amplification large bande. Dans ce contexte, des résultats de caractérisations et modélisations électriques de composants passifs et actifs sont présentés. Les composants passifs dédiés aux conceptions de circuits MMIC sont décrits et différentes méthodes d'optimisation que ce soit au niveau électrique ou électromagnétique sont explicitées. Les modèles non linéaires de transistors impliqués dans nos conceptions sont de même détaillés. Le fruit de ces travaux concerne la conception d'amplificateurs distribués de puissance large bande à base de cellules cascode de HEMTs GaN, l'un étant reportés en flip-chip sur un substrat d'AlN, le second en technologie MMIC. La version MMIC permet d'atteindre 6.3W sur la bande 4-18GHz à 2dB de compression. Ces résultats révèlent les fortes potetialités attendues des composants HEMTs GaN.
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Dates et versions

tel-00271472 , version 1 (09-04-2008)

Identifiants

  • HAL Id : tel-00271472 , version 1

Citer

Audrey Martin. Etude d'une nouvelle filière de composants sur technologie nitrure de gallium. Conception et réalisation d'amplificateurs distribués de puissance large bande à cellules cascodes en montage flip-chip et technologie MMIC.. Sciences de l'ingénieur [physics]. Université de Limoges, 2007. Français. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-00271472⟩

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