Mesures de formes d'ondes temporelles en impulsions PDF Download
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Author: Fabien De Groote Publisher: ISBN: Category : Languages : fr Pages : 202
Book Description
Ces travaux traitent de la mesure de formes d’ondes temporelles en mode continu et en impulsions, avec comme application la caractérisation des transistors de puissance aux fréquences micro-ondes. Un banc de mesure a été développé autour du Large Signal Network Analyser. Une caractéristique importante de ce banc est la méthode de couplage, qui a été améliorée à partir d’une technique localisée. Elle permet de changer les caractéristiques habituelles de couplage des signaux micro-ondes pour introduire un minimum de pertes dans le chemin de puissance micro-onde. Elle permet de mesurer jusqu’à 20 GHz. Dans un deuxième temps, l’ensemble des mesures du banc a été étendu en impulsions. Une méthode pour mesurer dans ce mode a été mise en place pour conserver toute la dynamique de notre système, pour des rapports cycliques descendant à 0.0001. Dans une dernière partie, l’intérêt de mesurer les formes d’ondes temporelles avec les performances électriques des transistors de puissance est d ́emontré, pour observer les zones limites d’utilisation des transistors en tension et en courant. Les capacités du banc de mesures à caractériser des composants GaN de puissance ont été prouvées, avec un HEMT AlGaN/GaN Tiger mesuré à 20 W en impulsions à 2 GHz.
Author: Fabien De Groote Publisher: ISBN: Category : Languages : fr Pages : 202
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Ces travaux traitent de la mesure de formes d’ondes temporelles en mode continu et en impulsions, avec comme application la caractérisation des transistors de puissance aux fréquences micro-ondes. Un banc de mesure a été développé autour du Large Signal Network Analyser. Une caractéristique importante de ce banc est la méthode de couplage, qui a été améliorée à partir d’une technique localisée. Elle permet de changer les caractéristiques habituelles de couplage des signaux micro-ondes pour introduire un minimum de pertes dans le chemin de puissance micro-onde. Elle permet de mesurer jusqu’à 20 GHz. Dans un deuxième temps, l’ensemble des mesures du banc a été étendu en impulsions. Une méthode pour mesurer dans ce mode a été mise en place pour conserver toute la dynamique de notre système, pour des rapports cycliques descendant à 0.0001. Dans une dernière partie, l’intérêt de mesurer les formes d’ondes temporelles avec les performances électriques des transistors de puissance est d ́emontré, pour observer les zones limites d’utilisation des transistors en tension et en courant. Les capacités du banc de mesures à caractériser des composants GaN de puissance ont été prouvées, avec un HEMT AlGaN/GaN Tiger mesuré à 20 W en impulsions à 2 GHz.
Author: Jean-Pierre Teyssier (docteur en électronique) Publisher: ISBN: Category : Languages : fr Pages : 284
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UN EQUIPEMENT DE TEST DES TRANSISTORS MICROONDES A ETE DEFINI ET MIS EN PLACE. LES CARACTERISTIQUES CONVECTIVES ET HYPERFREQUENCES SONT MESUREES SIMULTANEMENT POUR TOUT LE DOMAINE DE FONCTIONNEMENT PAR UNE METHODE D'IMPULSIONS AUTOUR D'UN POINT DE POLARISATION. CETTE TECHNIQUE PAR IMPULSIONS ETEND LE DOMAINE DES MESURES QU'IL EST POSSIBLE D'EFFECTUER SUR LES TRANSISTORS MICROONDES. LES EFFETS DE LA DERIVE THERMIQUE ET DES PHENOMENES DISPERSIFS DONT LES TRANSISTORS PEUVENT ETRE L'OBJET SONT EVITES LORS DES CARACTERISATIONS UTILISANT LE PRINCIPE DE MESURES EN IMPULSIONS DEVELOPPE DANS CE RAPPORT. LA COHERENCE DES MESURES CONVECTIVES ET HYPERFREQUENCES PRATIQUEES SUR LES TRANSISTORS MICROONDE EST VERIFIEE, DES MODELISATIONS NON LINEAIRES HYPERFREQUENCES DES TRANSISTORS PAR EQUATIONS ET PAR TABLES SONT PROPOSEES. UNE AUTOMATISATION POUSSEE DU BANC DE MESURE ET UN TRAITEMENT SYSTEMATIQUE DES RESULTATS A L'AIDE D'UNE BASE DE DONNEE DES MESURES ONT PERMIS DE MENER A BIEN L'ELABORATION DE NOUVEAUX MODELES DE TRANSISTORS DESTINES A LA C.A.O DES CIRCUITS HYPERFREQUENCES. L'ENSEMBLE DES RESULTATS PRESENTES JUSTIFIE LA MISE EN UVRE DE LA TECHNIQUE DES MESURES HYPERFREQUENCES PAR IMPULSIONS POUR CARACTERISER ET MODELISER LES TRANSISTORS DES CIRCUITS ET SYSTEMES MICROONDES
Author: Ghalid Idir Abib Publisher: ISBN: Category : Languages : fr Pages : 159
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L’objectif de cette thèse consiste, d’une part, à tester une technique de linéarisation par prédistorsion numérique des signaux en bande de base sans effets mémoire afin de réduire les distorsions générées par un transistor de puissance et d’autre part, à étudier les performances des transistors en fonction de l’impédance de source et des impédances de charge basse fréquence. Les paramètres de la fonction de prédistorsion sont déterminés après inversion des conversions AM/AM et AM/PM du transistor. Le transistor utilisé est un MESFET polarisé en classe AB à 1,575 GHz. Dans la première partie de ce travail, le transistor est adapté en entrée, la mesure de la conversion AM/AM instantanée a permis d’améliorer le C/I3 de 15 dB pour un signal 2-tons (largeur de bande de 1 MHz), sans dégrader le C/I5. En présence de signaux QPSK ou 16-QAM (1 Msps), l’ACPR est amélioré de 5 dB. Dans la deuxième partie de ce travail, les contours source-pull d’ACPR et d’EVM en présence d’un signal QPSK ont mis en évidence une variation de 3 dB pour l’ACPR et 0,8 point pour l’EVM. Par la suite, l’impédance de source a été fixée sur une impédance de compromis, sans trop dégrader les pertes par désadaptation en entrée ni la linéarité. Des variations de 1 dB et de 7 points ont été observées respectivement pour la puissance de sortie et le rendement dans la zone de compression du transistor en étudiant l’influence des impédances de charge basse fréquence. La variation maximale de l’ACPR est de 15 dB et est de 6 points pour l’EVM. L’impédance de charge basse fréquence optimale est très proche d’un court-circuit. Enfin, la prédistorsion numérique a permis de réduire l’ACPR de 5 dB et l’EVM de 1 point.
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Ces travaux traitent de la mesure de formes d’ondes temporelles en mode continu et en impulsions, avec comme application la caractérisation des transistors de puissance aux fréquences micro-ondes. Un banc de mesure a été développé autour du Nonlinear Vector Network Analyzer. La validation d’une méthode d’étalonnage absolue a été effectuée, l’originalité étant l’absence d’étalon de phase. Dans un deuxième temps, ce banc a été étendu par l’ajout de modes d’impulsions conservant toute la dynamique de mesure, même pour des rapports cycliques pouvant aller jusqu’à 0,01%. Des mesures de trains d’impulsions et des profils d’impulsions ont aussi été rendu possibles. Dans une dernière partie, l’intérêt de mesurer les formes d’ondes temporelles des transistors de puissance est démontré à l’aide d’exemples mettant en lumière les capacités du banc à supporter de très fortes puissances RF en mode d’impulsion, notamment pour des transistors HEMT AlGaN/GaN. Ce banc s’est aussi avéré très efficace pour séparer les effets de pièges des effets thermiques de différentes manières.
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Les transistors hyperfréquences à effet de champ ou bipolaires sont les composants essentiels des circuits de télécommunication. Leur comportement est fondamentalement non-linéaire, de nombreux phénomènes régissent leur fonctionnement. Après une déscription de différents effets les caractérisant, notamment les effets à dynamique lente de la température et des pièges, nous proposons un ensemble de moyens de mesure et d'outils de modélisation pour concevoir des représentations mathématiques des transistors intégrant différents effets non-linéaires. Nous utilisons ces modèles de transistors dans la CAO des circuits microondes. Les signaux porteurs d'informations des systèmes de télécommunications résultent de modulations complexes; nous simulons la réponse des non-linéarités des transistors intégrés dans les amplificateurs microondes soumis à ces signaux. Les différentes constantes de temps des non-linéarités rapides et lentes des transistors et les réponses basse fréquence des circuits de polarisation interagissent dynamiquement et génèrent des signaux de mélanges et d'intermodulations. Les résultats des simulations sont confirmés par différentes mesures de linéarité: C/I, ACLR. Dans le cadre de la téléphonie mobile de 3ème génération, nous analysons les compromis pour concilier la linéarité et le rendement de l'amplificateur microonde de puissance. L'impact du choix des signaux de test est analysé, certains choix favorisent ou masquent particulièrement un effet non-linéaire. Nous quantifions un à un les effets de différents phénomènes non-linéaires ou réglages du circuit sur les paramètres finaux de rendement et de linéarité de l'amplificateur. Les interactions non-linéaires dynamiques entre différents phénomènes sont ainsi mises en évidence.
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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).
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AU COURS DE CE TRAVAIL NOUS AVONS DEVELOPPE UN MODELE NON LINEAIRE DU TBH POUR LA CONCEPTION DES CIRCUITS MICRO-ONDES, AINSI QUE DES PROCEDURES DE CARACTERISATION ASSOCIEES A CE MODELE. LE MODELE TIEN COMPTE DES PROPRIETES PHYSIQUES PROPRES AU TBH ET DE L'AUTO ECHAUFFEMENT DU TRANSISTOR. LA PRISE EN COMPTE DE L'AUTO ECHAUFFEMENT DU TRANSISTOR CONSTITUE UNE ORIGINALITE DE CE TRAVAIL. LE TRANSISTOR EST DECRIT PAR UN MODELE ELECTROTHERMIQUE, CONSTITUE D'UN MODELE ELECTRIQUE ET D'UN MODELE THERMIQUE AVEC INTERACTION ENTRE LES DEUX MODELES. LA TEMPERATURE QUI N'EST PLUS CONSTANTE DURANT LA SIMULATION COMME C'EST LE CAS DES MODELES IMPLANTES DANS LES SIMULATEURS STANDARDS, CONSTITUE UNE ELECTRODE DE COMMANDE DU TRANSISTOR AU MEME TITRE QUE LES ELECTRODES DE BASE, DE COLLECTEUR ET D'EMETTEUR. UNE METHODOLOGIE DE CARACTERISATION NON LINEAIRE PERMETTANT DE DETERMINER L'ENSEMBLE DES PARAMETRES STATIQUES DU MODELE ELECTRIQUE A ETE DEVELOPPEE. D'AUTRE PART NOUS AVONS PROPOSE UNE NOUVELLE METHODE D'EXTRACTION QUI PERMET D'OBTENIR DIRECTEMENT L'ENSEMBLE DES PARAMETRES ELECTRIQUES DU CIRCUIT LINEAIRE EQUIVALENT DU TBH SANS AUCUNE OPTIMISATION. DE PLUS ELLE NE NECESSITE AUCUNE INFORMATION GEOMETRIQUE NI TECHNOLOGIQUE CONCERNANT LE TRANSISTOR. CETTE METHODE EST BASEE SUR DES EQUATIONS PUREMENT ANALYTIQUES QUI EXPRIMENT LES PARAMETRES Z DU TRANSISTOR EN FONCTION DES PARAMETRES ELECTRIQUES DU CIRCUIT LINEAIRE EQUIVALENT UTILISE. LA VALIDATION DE LA METHODE EST EFFECTUEE SUR DEUX TRANSISTORS GAINP/GAAS DE FREQUENCE DE COUPURES DIFFERENTES 20 GHZ ET 80 GHZ. LE MODELE NON LINEAIRE EST VALIDE EN REGIME STATIQUE ET EN REGIME DYNAMIQUE PETITS SIGNAUX ET FORTS SIGNAUX, UN EXCELLENT ACCORD EST OBTENU ENTRE LA MESURE ET LA SIMULATION.
Author: Fabien De Groote
Author: Fabien De Groote
Author: Jean-Pierre Teyssier (docteur en électronique)
Author: Ghalid Idir Abib
Author: Jad Faraj
Author: Stéphane Augaudy
Author: Christophe Charbonniaud
Author: Di-Luân Lê
Author: Jean-Guy Tartarin
Author: AHMED.. BIRAFANE
Author: Alexandre Bracale