Author: Yves ButelPublisher:
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Languages : fr
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Book Description
Modelisation quasi-bidimensionnelle de transistors a effet de champ. Contribution a l'analyse des phenomenes de claquage. Etude de circuits en regime temporel
Author: Yves ButelModélisation quasi-bidimensionnelle de transistors à effet de champ
Author: Yves ButelPublisher:
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Languages : fr
Pages : 244
Book Description
Le developpement ou l'amelioration des nouvelles filieres de transistors a effet de champ hyperfrequences ne peut s'envisager sans l'appui de la modelisation physique qui permet la predetermination des caracteristiques et l'optimisation des structures. Le travail que nous presentons a pour objet l'elaboration d'un modele physique quasi bidimensionnel capable de traiter des regimes specifiques tels que le claquage par avalanche ou l'etude de circuits en regime temporel. Dans la premiere partie, les differents types de composants susceptibles d'etre utilises pour l'amplification de puissance hyperfrequence sont presentes. Dans chacun des cas, l'accent est porte sur les principales limitations rencontrees dans ce type d'application. Les differents outils de simulation physique sont ensuite presentes afin de mettre en evidence les avantages lies au modele quasi bidimensionnel que nous avons utilise. Dans la partie suivante, nous decrivons la methodologie mise en oeuvre pour l'etude du claquage par avalanche, un des phenomenes les plus limitatifs pour l'amplification de puissance hyperfrequence. L'influence des principaux parametres technologiques (longueur de grille, geometrie du recess, caracteristiques de l'epitaxie) est envisagee. La validation des resultats est obtenue en les comparant a ceux issus d'autres modeles physiques ou a des mesures impulsionnelles. Le modele mis au point peut facilement etre adapte a l'etude de composants de filieres differentes. Enfin, la derniere partie de ce travail est consacree au couplage d'un nouveau modele physique de transistor a effet de champ avec un modele de circuit permettant une analyse en regime temporel. Apres la description du modele que nous avons elabore, sa mise en oeuvre est presentee en traitant differents types de dispositifs.
Utilisation d'un modèle quasi-bidimensionnel pour la simulation d'un transistor à effet de champ en régime de fonctionnement non linéaire
Author: François Kapche TagnePublisher:
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Languages : fr
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La conception des circuits mmics necessite la modelisation des elements actifs et passifs. Si les proprietes des elements passifs sont en general connues avec une bonne precision, il n'est pas de meme pour les elements actifs et particulierement des transistors. Au laboratoire, des travaux anterieurs ont permis le developpement du logiciel de simulation nomme helena pour hemt electrical properties and noise analysis. Helena dans sa version originale se limitait a l'etude du composant en regime de fonctionnement lineaire. Or les transistors travaillent egalement en regime de fonctionnement non lineaire. L'objectif de ce travail consiste a etudier la modelisation non lineaire des mesfet et des hemt en utilisant un modele quasi-bidimensionnel. Les methodes de modelisation de composants non lineaire pouvant etre experimentales et theoriques, nous avons essaye d'utiliser ces deux approches. Pour atteindre cet objectif, nous avons organise le memoire en trois chapitres. Le premier chapitre est consacre a la modelisation statique, petit signal et non lineaire des mesfet et des hemt. Pour l'etude non lineaire, nous avons modelise les variations des elements du schema equivalent non lineaire en fonction des tensions vds et vgs par des expressions mathematiques empiriques. Le second chapitre presente le logiciel dans sa version commercialisee par la societe artech house. Dans cette version, nous avons introduit des modeles non lineaires des caracteristiques statiques courant tension. Le troisieme chapitre est consacre a la modelisation temporelle des mesfet et des hemt. Apres avoir decrit les methodes theoriques de modelisation de composants non lineaire, nous avons presente les equations physiques qui decrivent le composant. Ces equations sont resolues en utilisant l'approximation quasi-bidimensionnelle.
MODELISATION DES TRANSISTORS A EFFET DE CHAMP SUR SUBSTRAT INP PAR METHODE QUASI-BIDIMENSIONNELLE
Author: PHILIPPE.. ROZESPublisher:
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Languages : fr
Pages : 225
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CE TRAVAIL PORTE SUR L'ETUDE DES TRANSISTORS A EFFET DE CHAMP SUR SUBSTRAT INP ET SUR LA REALISATION D'UN LOGICIEL DE CONCEPTION ASSISTEE PAR ORDINATEUR BASEE SUR LA METHODE QUASI-BIDIMENSIONNELLE. A PARTIR D'UNE METHODE CLASSIQUE, NOUS AVONS ELABORE DES MODELES ORIGINAUX POUR SIMULER LE COMPORTEMENT STATIQUE, DYNAMIQUE ET EN BRUIT DES DISPOSITIFS CONSIDERES. UN LOGICIEL DE CAO A ETE DEVELOPPE QUI PERMET LA RESOLUTION NUMERIQUE DES EQUATIONS DISCRETISEES ISSUES DE CES MODELES. NOUS MONTRONS L'EFFICACITE DE NOS MODELES POUR LA COMPREHENSION DU COMPORTEMENT DES DISPOSITIFS EXISTANTS, L'OPTIMISATION DES NOUVELLES STRUCTURES ET LA MISE AU POINT DES MODELES UTILISES EN CONCEPTION DE CIRCUITS. NOUS PORTONS UN INTERET PARTICULIER AUX STRUCTURES MESFET A CANAL GAAS HETERO-EPITAXIEES SUR SUBSTRAT INP. NOS MODELES SONT EN TRES BON ACCORD AVEC LES APPROCHES PLUS LOURDES ET AVEC LES MESURES EXPERIMENTALES. NOUS ESTIMONS LEURS LIMITES DE VALIDITE ET NOUS EVALUONS LEURS AVANTAGES SUR LES METHODES QUASI-BIDIMENSIONNELLES EXISTANTES. NOUS CONCLUONS SUR L'AVENIR DE TELLES METHODES ET SUR LES DEVELOPPEMENTS QU'IL CONVIENT DE REALISER DANS L'IMMEDIAT
Analyse de transistors à effet de champ pour l'amplification de puissance et le mélange à partir d'une modélisation quasi-bidimensionnelle
Author: François DuhamelPublisher:
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Languages : fr
Pages : 222
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La modélisation quasi-bidimensionnelle de transistors à effet de champ offre une grande souplesse d'emploi qui est mise à profit dans le cadre de ce travail pour traiter trois types différents de structures en vue d'établir leurs potentialités en tant qu'amplificateur de puissance ou de mélangeur. Après avoir mis en perspective les composants que nous avons étudiés, nous décrivons les principes de notre modèle et développons les méthodes utilisées en particulier pour déterminer les caractéristiques physiques et électriques des différents transistors. Nous avons, ainsi, pu étudier les potentialités du hemt pseudomorphique sur gaas pour l'amplification de puissance à 60 ghz et souligner l'importance de la longueur et du fosse de grille sur les performances des composants. D'autre part, le même type d'analyse, menée sur le hemt bigrille, a permis de déterminer les conditions de polarisation et la topologie à utiliser dans le cadre d'une utilisation en mélangeur de type faible bruit en bande v. Enfin, une méthode de traitement du misfet gaas basse température reposant sur l'introduction d'une commande de charge spécifique a été mise en oeuvre. Elle permet notamment d'expliquer la dispersion des caractéristiques dynamiques entre le régime statique et le régime dynamique. Les différents résultats obtenus sont confrontés aux données expérimentales et à d'autres types de modèles plus précis afin de valider la méthodologie mise en oeuvre
Contribution à la modélisation bidimensionnelle de lignes micro-coplanaires sur substrat semiconducteur
Author: Abdelmadjid BenghaliaPublisher:
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Languages : fr
Pages : 234
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CET OUVRAGE CONCERNE L'ETUDE ET LA MODELISATION DES STRUCTURES A ONDES LENTES EN LIGNES MICRO-COPLANAIRES DEPOSEES EN CONTACT SCHOTTKY SUR SUBSTRAT SEMICONDUCTEUR, AINSI QUE L'ETUDE EN STATIQUE ET EN DYNAMIQUE DES TRANSISTORS A EFFET DE CHAMP UTILISES EN MICROONDES. L'ORIGINALITE DE L'APPROCHE THEORIQUE RESIDE DANS L'OBTENTION D'UNE FONCTION DE GREEN PAR LA TECHNIQUE DE TRANSFORMATION CONFORME QUI TIENT COMPTE DE LA FORME EXACTE DE LA STRUCTURE PHYSIQUE. CETTE FONCTION EST UTILISEE POUR INVERSER L'OPERATEUR LAPLACIEN CONDUISANT A LA RESOLUTION DE L'EQUATION DE POISSON ET L'EQUATION INTEGRALE RESULTANTE EST TRAITEE NUMERIQUEMENT PAR LA METHODE DES MOMENTS. LA RESOLUTION DE SYSTEMES D'EQUATIONS PERMET DE CALCULER AVEC PRECISION ET DANS UNE APPROCHE BIDIMENSIONNELLE, LE PROFIL DE LA ZONE DEPEUPLEE ET LA DISTRIBUTION DE CHARGES SUR LE CONDUCTEUR. CECI PERMET D'ETABLIR LE SCHEMA EQUIVALENT D'UNE UNITE DE LONGUEUR DE LA STRUCTURE ET DE CARACTERISER LA PROPAGATION DES ONDES LENTES EN MODE QUASI TEM LE LONG DE LA LIGNE COPLANAIRE. SON APPLICATION AUX TRANSISTORS A EFFET DE CHAMP EN MICROONDES A PERMIS DE CARACTERISER CES DISPOSITIFS EN STATIQUE ET EN DYNAMIQUE EN TENANT COMPTE DE LA PROPAGATION D'UNE ONDE LENTE LE LONG DE LA GRILLE DU TRANSISTOR
Modélisation hydrodynamique bidimensionnelle de transistors à effet de champ
Author: Majda ElkhouPublisher:
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Languages : fr
Pages : 235
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Ce travail est axé sur la simulation des FETs pour l'amplification de puissance hyperfréquence. Dans ce but, 'nous .avons développé des modèles de type hydrodynamique bidimensionnel pour analyser le phénomène de claquage par avalanche dans les pHEMTs sur GaAs, ainsi que pour étudier les HEMTs AlGaN/GaN. Ces modèles sont des outils précis qui permettent d'analyser des composants de puissance dont les topologies sont proches des structures réelles. La confrontation des résultats théoriques avec ceux issus des mesures s'avère être très satisfaisante. L'étude du pHEMT sur GaAs, nous a permis de comprendre le mécanisme de claquage par avalanche dans ce type de composant. Ainsi, le pHEMT à double recess de grille et à deux plans de dopage constitue la structure la mieux adaptée pour l'amplification de puissance hyperfréquence. Le modèle adapté pour étudier les HFETs AlGaN/GaN, permet de montrer les excellentes potentialités de cette filière dans le domaine de l'amplification de puissance.
Utilisation d'un modele quasi-bidimensionnel pour la simulation d'un transistor a effet de champ en regime de fonctionnement non-lineaire
Author: François Kapche TagneContribution à l'étude des transistors bipolaires à hétéro jonction pour la réalisation d'amplificateurs monolithiques de forte puissance en bande x
Author: Amina TachafinePublisher:
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Languages : fr
Pages : 278
Book Description
Ce travail porte sur la modélisation unidimensionnelle et bidimensionnelle du transistor bipolaire à hétéro jonction (tbh) de la filière gainp/gaas en régime statique non stationnaire, pour l'optimisation des composants en vue de la réalisation d'amplificateurs monolithiques de puissance à hauts rendements en classes a, b et c, en bande x. Nous avons pour cela développé des modèles physiques hydrodynamiques non stationnaires à une et deux dimensions. Ils se distinguent par leur complémentarité car si le modèle bidimensionnel permet une description plus complète des phénomènes physiques dans le composant, le modèle unidimensionnel est quant à lui mieux adapté à une étude d'optimisation de structure. Ces modèles ont permis de décrire les principaux phénomènes physiques dans la structure de tbh, depuis le mécanisme de transport dans le composant jusqu'aux principaux effets physiques limitatifs pour un fonctionnement en régime de forte puissance: l'effet kirk, responsable de la dégradation des performances du transistor en gain et fréquences de coupure en régime de forte injection, et l'effet de claquage par avalanche de la jonction base-collecteur. Pour reculer ces limitations nous avons étudié l'influence des paramètres technologiques sur ces effets néfastes. Nous avons envisagé plusieurs configurations de la zone de collecteur avec des profils de dopage appropriés ainsi que l'utilisation de matériaux peu ionisants tel que le gainp. Pour la zone d'émetteur, nous avons évalué l'importance de l'effet de défocalisation et proposons une largeur de doigt optimale pour l'obtention de puissances de sortie maximales en bande x. Cette étude conduit à la définition d'une première structure sensiblement optimale de tbh présentant des fréquences de transition supérieures à 50 ghz, des gains en courant statiques supérieurs à 20, avec des tensions d'avalanche collecteur-base supérieures à 22 v
Simulation hydrodynamique bidimensionnelle des transistors à effet de champ à gaz bidimensionnel d'électrons
Author: Khaled SherifPublisher:
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Languages : fr
Pages : 202
Book Description
Ce travail est relatif a des developpements originaux d'une methode de simulation numerique bidimensionnelle de transistors a effet de champ a gaz bidimensionnel d'electrons (hemt). L'objectif poursuivi est, grace a l'utilisation de ce modele, d'ameliorer la comprehension du fonctionnement physique de ces composants et de faciliter leur optimisation en vue d'une utilisation comme elements de puissance microondes. En effet, vu le grand nombre de parametres a considerer, seule une simulation physique precise permet d'apporter des elements decisifs pour cette optimisation. Le modele est base sur la resolution numerique bidimensionnelle des equations generales dites hydrodynamiques dans les semiconducteurs. L'auteur y introduit la prise en compte de nouveaux effets tels que ceux lies a la quantification, l'ionisation par choc et l'avalanche. Ce modele a ete utilise d'une part pour une comparaison des performances et des caracteristiques des hemt conventionnels et des hemt pseudomorphiques (couches actives en gainas). Pour ces derniers, l'influence d'un grand nombre de parametres technologiques a ete etudiee (longueur de grille, configuration de la zone creusee, etc). L'auteur a montre qu'il existait des oscillations parasites dans les structures planaires qui peuvent apporter des limitations importantes aux performances de ces composants et, pour la premiere fois pour ce type de modele, a mis en evidence clairement les phenomenes de claquage lies aux effets d'ionisation par choc et d'avalanche.