Author: Cutivet AdrienPublisher:
ISBN:
Category :
Languages : en
Pages :
Book Description
Caractérisation Et Modélisation de Dispositifs GaN Pour la Conception de Circuits de Puissance Hyperfréquence
Author: Cutivet AdrienCaractérisation et modélisation de dispositifs GaN pour la conception de circuits de puissance hyperfréquence
Author: Adrien CutivetPublisher:
ISBN:
Category :
Languages : fr
Pages : 0
Book Description
Parmi les technologies du 21e siècle en pleine expansion, la télécommunication sans-fil constitue une dimension fondamentale pour les réseaux mobiles, l'aéronautique, les applications spatiales et les systèmes de positionnement par satellites. Dans ce sens, l'alternative de l'exploitation de bande de plus haute fréquence et la multiplication des canaux de transmission sont activement visées par les travaux de recherches actuels. Les technologies à l'étude reposent sur l'utilisation de systèmes intégrés pour répondre aux considérations de coûts de production et d'encombrement des dispositifs. L'élément de base de ces systèmes, le transistor, établit largement la performance du dispositif final en termes de montée en fréquence, de fiabilité et de consommation. Afin de répondre aux défis présents et futurs, des alternatives à la filière silicium sont clairement envisagées. À ce jour, la filière nitrure de gallium est présentée comme la plus prometteuse pour l'amplification de puissance en bande Ka et W au vue de ses caractéristiques physiques et électriques, des performances atteintes par les prototypes réalisées et des premiers produits commerciaux disponibles.L'exploitation de cette technologie à son plein potentiel s'appuie sur la maîtrise des étapes de fabrication, de caractérisation et de modélisation du transistor. Ce travail de thèse a pour objectif le développement d'une modélisation de transistors fabriqués expérimentalement à l'état de l'art. Une partie conséquente de ce travail sera portée sur la caractérisation thermique du dispositif ainsi que sur la modélisation d'éléments passifs pour la conception d'un circuit hyperfréquence de puissance.
Caractérisation et modélisation de dispositifs de la filière nitrure pour la conception de circuits intégrés de puissance hyperfréquences
Author: Nicolas DefrancePublisher:
ISBN:
Category :
Languages : fr
Pages : 218
Book Description
Basés sur l'hétérostructure AIGaN/GaN, les composants étudiés dans ce mémoire se voient dotés de propriétés physiques extrêmement attractives: tensions de claquage élevées, densités de puissance importantes ... L'étude de ces dispositifs particuliers apparaît comme déterminante dans un contexte réclamant des montées en puissance et en fréquence perpétuelles. De même, la conception de systèmes complexes à base de transistors HEMTs AlGaN/GaN implique nécessairement la mise en œuvre de modèles non linéaires suffisamment représentatifs et cohérents. Le premier chapitre décrit les principales propriétés physiques et électriques du semiconducteur GaN. Un bref rappel concernant la caractérisation des transistors, en régimes de fonctionnement petit et grand signal, conclura cette première partie. Le deuxième chapitre se consacre à l'étude des caractéristiques propres aux HEMTs AIGaN/GaN. L'influence de différents types de passivations et traitements de surface sera ainsi exposée. Le développement d'un banc de mesure DC-pulsé permettra, par ailleurs, de déterminer la température de fonctionnement et la résistance thermique des composants testés. Le troisième chapitre expose la procédure suivie en vue d'extraire un modèle non linéaire de transistor, implantable en environnement de CAO. Des comparaisons entre modélisations et expérimentations permettront de valider en tout point les formes analytiques proposées. Le quatrième et dernier chapitre s'argumente autour de la caractérisation d'une nouvelle génération de substrats dits « reportés» tels que le SopSiC ou le SiCopSiC ; nous présentons ainsi diverses méthodologies en vue de la détermination de leurs propriétés électriques.
Embedded Mechatronic Systems 2
Author: Abdelkhalak El HamiPublisher: ISTE Press - Elsevier
ISBN: 1785481908
Category : Technology & Engineering
Languages : en
Pages : 298
Book Description
Embedded Mechatronic Systems 2: Analysis of Failures, Modeling, Simulation and Optimization presents advances in research within the field of mechatronic systems, which integrates reliability into the design process. Providing many detailed examples, this book develops a characterization methodology for faults in mechatronic systems. It analyzes the multi-physical modeling of faults, revealing weaknesses in design and failure mechanisms. This development of meta-models enables us to simulate effects on the reliability of conditions of use and manufacture. Provides many detailed examples Develops a characterization methodology for faults in mechatronic systems Analyzes the multi-physical modeling of faults, revealing weaknesses in design and failure mechanisms
Caractérisation et modélisation électrothermique non linéaire de transistors à effet de champ GaN pour l'amplification de puissance micro-onde
Author: Christophe CharbonniaudPublisher:
ISBN:
Category :
Languages : fr
Pages : 191
Book Description
L’objectif de cette étude est d’évaluer les potentialités des transistors HEMTs AlGaN/GaN pour l’amplification de puissance aux fréquences micro-ondes, à l’aide d’un banc de mesures I(V) et paramètres [S] en régime impulsionnel, et de proposer un modèle précis de ce type de transistors facilement implémentable dans les logiciels de C.A.O. des circuits. Après un passage en revue des différentes technologies disponibles sur le marché pour l’amplification de puissance, les transistors HEMTs grand gap à base de Nitrures de Gallium apparaissent comme des candidats naturels pour ces applications (Figures de mérites de Johnson, ...). Cependant, ces transistors plus que prometteurs ne sont pas exempts de défauts. En effet, plusieurs phénomènes limitatifs inhérents à la technologie GaN, à savoir l’auto-échauffement et les effets des pièges, doivent être pris en compte lors de la conception des circuits micro-ondes. Une étude de ces différents effets limitatifs en terme de puissance est effectuée. Enfin, un modèle non-linéaire électrothermique d’un transistor HEMT 8x125 μm est présenté, et validé à l’aide de deux banc de mesures fonctionnelles (banc Load-Pull et banc LSNA).
Caractérisation et modélisation de composants GaN pour la conception de convertisseurs statiques haute fréquence
Author: Loris PacePublisher:
ISBN:
Category :
Languages : fr
Pages : 0
Book Description
La montée en fréquence de commutation des transistors de puissance à base de Nitrure de Gallium (GaN) présente une avancée technologique conduisant à la réduction de la taille, du poids et du volume des systèmes de conversion de l'énergie. En effet, les propriétés physiques des transistors de type HEMT basés sur l'hétérostructure AlGaN/GaN présentent un fort potentiel pour le développement de convertisseurs statiques haute fréquence. Avec l'augmentation toujours croissante de la part de l'électronique de puissance dans les systèmes électriques actuels, cette filière technologique, associée à la filière du Carbure de Silicium (SiC), vise aujourd'hui à remplacer progressivement les composants de puissance à base de Silicium (Si) notamment pour des raisons de tension de claquage élevée, de robustesse vis-à-vis des conditions sévères de fonctionnement et d'intégration de puissance. La conception optimale des convertisseurs haute fréquence implique une connaissance précise du fonctionnement des composants de puissance au sein de ces systèmes. Ainsi, la conception de ces dispositifs repose sur des étapes d'analyse et de simulations menées à partir des modèles des semi-conducteurs de puissance et des éléments environnants. L'objectif de ce travail de thèse est de proposer une méthodologie de modélisation comportementale de transistors de puissance GaN en boitier basée exclusivement sur des méthodes de caractérisation non-intrusives. Les techniques de caractérisation électriques utilisées pour la modélisation de transistors fonctionnant en gammes radiofréquences, telles que la mesure des paramètres S ou les mesures courant/tension en régime pulsé, sont ici adaptées à la caractérisation du transistor de puissance GaN encapsulé. A partir des résultats de caractérisation, les différents éléments linéaires et non linéaires du modèle électrique du transistor sont obtenus et un modèle électrique complet rassemblant ces éléments est implémenté dans le logiciel de simulation ADS. Un banc de test Double Pulse est alors conçu afin de mettre en application le modèle électrique développé. Après modélisation de l'environnement du transistor, y compris du circuit imprimé, les résultats de simulation des formes d'onde de commutation sont confrontés aux résultats expérimentaux. Afin de tenir compte des effets de la température sur le fonctionnement du transistor, une méthodologie est proposée permettant d'obtenir le modèle thermique du composant à partir de mesures de puissance dissipée et d'une procédure d'optimisation. À partir du modèle obtenu, un convertisseur DC/DC utilisant le transistor GaN modélisé a été conçu et réalisé. Les résultats de simulation des formes d'onde de commutation sont confrontés aux résultats expérimentaux pour différentes températures de fonctionnement du transistor et une prédiction du fonctionnement en continu du convertisseur est réalisée.
Études théoriques et expérimentales de transistors HEMT's de la filière nitrure de gallium pour les applications de puissance hyperfréquences
Author: Matthieu WerquinPublisher:
ISBN:
Category :
Languages : fr
Pages : 267
Book Description
Le développement des systèmes modernes requière la conception d'amplificateurs de puissances aux performances croissantes afin de répondre aux demandes toujours plus exigeantes du marché. Les matériaux à base de nitrure permettent d'améliorer les performances en puissance hyperfréquences de ces dispositifs. Les travaux réalisés dans ce mémoire portent sur l'étude des caractéristiques expérimentales et de la modélisation des transistors HEMT à base de GaN en vue de leur utilisation dans ces dispositifs. La première partie de ce travail situe la filière nitrure de gallium dans le contexte actuel du marché des hyperfréquences. Les paramètres de cette filière sont comparés aux filières usuelles et par rapport aux besoins des applications hyperfréquences afin de prouver le potentiel du GaN pour ces applications. La suite de ce travail présente l'étude des caractéristiques expérimentales des composants de la filière nitrure de gallium. Plusieurs composants représentatifs sont sélectionnés et leurs caractéristiques théoriques et expérimentales sont comparées et analysées. Cette comparaison met en évidence d'une part le fort potentiel du GaN pour les applications de puissance hyperfréquences et d'autre part les limitations qui y sont encore associées. Différentes techniques de caractérisation ont été développées et appliquées afin de comprendre l'origine de ces limitations. La dernière partie présente la modélisation que nous avons développés pour les transistors à base de GaN. Dans un premier temps l'évolution du schéma équivalent linéaire, adaptée à ces composants est présenté. Les différentes procédures de mesure et d'extraction de ce modèle sont discutées et validées. Dans un deuxième temps, la détermination d'un modèle non linéaire a été entreprise. Différents modèles sont développés et appliqués aux composants nitrures. Ceux-ci sont ensuite validés par la comparaison systématiques avec les mesures en régime statiques, petit et grand signal.
Embedded Mechatronic Systems, Volume 2
Author: Abdelkhalak El HamiPublisher: Elsevier
ISBN: 0081004699
Category : Technology & Engineering
Languages : en
Pages : 273
Book Description
In operation, mechatronics embedded systems are stressed by loads of different causes: climate (temperature, humidity), vibration, electrical and electromagnetic. These stresses in components induce failure mechanisms should be identified and modeled for better control. AUDACE is a collaborative project of the cluster Mov'eo that address issues specific to mechatronic reliability embedded systems. AUDACE means analyzing the causes of failure of components of mechatronic systems onboard. The goal of the project is to optimize the design of mechatronic devices by reliability. The project brings together public sector laboratories that have expertise in analysis and modeling of failure, major groups of mechatronics (Valeo and Thales) in the automotive and aerospace and small and medium enterprises that have skills in characterization and validation tests. - Find and develop ways to characterize and validate the design robustness and reliability of complex mechatronic devices - Develop ways to characterize physical and chemical phenomena, - Identify mechanisms of failure of components of these devices, - Analyze the physical and / or chemical mechanisms of failure, in order of importance - To model failure mechanisms and design optimization.
Caractérisation avancée et nouvelles méthodologies de modélisation des technologies GaN pour la conception d’amplificateurs de puissance large bande et haut rendement aux fréquences RF et microondes
Author: Wilfried DemenitrouxPublisher:
ISBN:
Category :
Languages : fr
Pages : 167
Book Description
Haut rendement, forte linéarité et large bande de fonctionnement sont les points clés de la conception d’amplificateur de puissance d’aujourd’hui. De plus, de nombreux amplificateurs de puissance sont développés en technologie hybride utilisant des transistors en boîtier, rajoutant une difficulté supplémentaire pour extraire des modèles CAO fiables pour concevoir ces amplificateurs. Le sujet de cette thèse est de proposer une nouvelle méthodologie de modélisation de transistors en boîtier, rapide, automatique et dédiée à la conception d’amplificateurs de puissance large bande et haut rendement. Pour cela, un nouveau modèle comportemental de transistor est proposé, avec une méthode innovante d’extraction. Pour valider le nouveau flot de conception basé sur des modèles comportementaux de transistors, l’étude aboutit à un démonstrateur en technologie GaN présentant un rendement en puissance ajoutée moyen de 65%, une puissance de sortie moyenne de 41 dBm et un gain en puissance moyen de 13 dB sur 36% de bande relative autour de 2.2 GHz.
Etude d'une nouvelle filière de composants HEMTs sur technologie nitrure de gallium
Author: Sandra de MeyerPublisher:
ISBN:
Category :
Languages : fr
Pages : 217
Book Description
Ces travaux se rapportent à l'étude de transistors HEMTs GaN pour l'amplification de puissance hyperfréquence. L'analyse des caractéristiques des matériaux grand gap, et plus précisément du GaN, est réalisée afin de mettre en évidence leur intérêt pour des applications d'amplification de puissance large bande. Des résultats de caractérisation et modélisation électrique de composants sont présentés. Par la suite, la méthode de modélisation hybride de composant est exposée et mise en œuvre sur différentes topologies et montages de HEMTs GaN. La finalité de ces travaux concerne la conception d'amplificateurs distribués de puissance large bande à base de cellules cascode de HEMTs GaN, reportés en flip-chip sur un substrat d'AlN. Il s'agit d'un premier pas vers le MMIC GaN étant donné que des capacités et résistances sont intégrées sur la puce de GaN. L'une des versions permet d'atteindre 10W sur la bande 4-18GHz avec une PAE associée de 20% à 2dB de compression