SIMULATION ET MODELISATION DES COMMUTATEURS RF A BASE DE COMPOSANTS SEMI-CONDUCTEURS
Des informations générales:
Le niveau |
Doctorat |
Titre |
SIMULATION ET MODELISATION DES COMMUTATEURS RF A BASE DE COMPOSANTS SEMI-CONDUCTEURS |
SPECIALITE |
Systèmes et Réseaux de Télécommunications |
Page de garde:
Sommaire:
Chapitre I: Matériaux semiconducteurs à base de GaN
I.1 Introduction.
1.2 Matériaux binaires nitrurés
1.2.1 Nitrure de gallium GaN.
1.2.2 Propriétés structurales. 1.2.3 L’effet de polarisation I.2.4 Propriétés électriques.
1.2.5 Propriétés optique
I.2.6 Propriétés thermique
I.2.7 Les avantage de GaN
1.3 Nitrure de bore BN
1.3.1 Propriété structural du BN
1.3.2 Propriétés électroniques et optiques
1.4 Nitrure d’Aluminium
1.4.1 Propriété électrique de AIN
1.4.2 Propriétés optiques de AIN
1.4.3 Avantage de AIN
1.5 Composés ternaires nitrurés
1.5.1 Nitrure de gallium-aluminium Al Ga1-XN
1.5.1.1 Variation du gap d’Al、Ga1-N en fonction de la fraction de mole x (Al)
1.5.1.2 Propriété électrique de AlxGa1-xN
1.5.2 Nitrure de gallium-bore (B,Ga1-XN)
1.5.2.1 Propriété électrique de (BxGa1-x N).
1.5.2.2 Propriétés optique du (BxGa1-XN)
1.6 Conclusion
Chapitre II: Transistor à haute mobilité d’électron
II. 1 Introduction
II.3 Etude d’une hétérojonction
II.2 Bref histoire sur les transistors à effet de champ
II.3.1 Formation de gaz électronique à deux dimensions (2DEG)
II.4 Transistor a haute mobilité d’électron (HEMT).
II.4.1 Caractérisation électrique du HEMT
II.4.1.1Caractéristique de sortie
II.4.1.2 Caractéristique de transfert
II.4.1.2.1 La transconductance (Gm)
II.4.1.2.2 Fréquence de transition et fréquence d’oscillation maximale.
II.4.1.2.3 Facteur de bruit
II.4.1.2.4 Puissance de sortie
II.4.1.3 Schéma équivalent linéaire petit signal
II.4.1.3.1 Transconductance (Gm)
II.4.1.3.2 Conductance de sortie (gd)
II.4.1.3.3 Capacités Cgs.
II.4.1.3.4 Capacités Cgd
II.4.1.3.5 Capacités Cds
II.4.1.3.6 Retard de transconductance intrinsèque (t)
II.4.1.3.7 Résistances de charge Ri et Rgd.
II.4.2 Principaux défis de la technologie GaN HEMT
II.4.2.1 Les effets de piégeages
II.4.2.2 Gate-Lag
II.4.2.3 Drain-Lag
II.4.2.4 Effondrement de courant
II.4.2.5 Effet d’auto-échauffement et de dégradation des électrons chaud
II.4.2.6 L’effet de Kink
II.4.3 Les application de AlGaN/GaN.
II.5 Conclusion
Chapitre III: Modélisation des transistors HEMT à base de technologies AlGaN/GaN et
AlGaN/GaN/BGaN
III.1 Introduction
III.2 Le logiciel TCAD-SILVACO
III.2.1 ATLAS TCAD-SILVACO
III.2.2 ATHENA TCAD-SILVACO
III.2.3 DECKBUILD
III.2.4 TONYPLOT
III.3 Résultats de simulation
III.3.1 HEMTs à base de AlGaN et GaN étudiés
III.3.2 Modèles physiques et matériels
III.3.3 Maillage de structures simulées.
III.3.4 Dopage.
III.3.5 Diagrammes de bandes d’énergie
III.3.6 Etude statique DC
III.3.6.1 Caractéristiques de sortie (IDS – VDS)
III.3.6.2 Caractéristiques de transfert (IDS – VGS)
III.3.6.3 Transconductance
III.3.6.4 La pente sous seuil et le courant Ion/Ioff
III.3.6.5 Le courant de fuite
III.3.6.6 Le DIBL
III.3.7 Etude dynamique AC
III.3.7.1 La fréquence de transition (Ft) et la fréquence d’oscillation maximale (Fmax)
III.3.7.2 La stabilité de puissance de gain maximum (GMS) et le gain de puissance maximum disponible (GMA)
III.3.8 Influence de l’épaisseur de la couche barrière-arrière de BGaN
III.3.8.1 Caractéristique de sortie et de transfert.
III.3.8.2 Transconductance.
III.3.8.3 La pente sous seuil et le courant Ion/loff.
III.3.8.4 L’Abaissement de barrière induit par drain (DIBL)
III.3.8.5 Fréquence de transition et fréquence d’oscillation maximale
III.3.8.6 La stabilité de puissance de gain maximum (GMS) et le gain de puissance maximum disponible (GMA)
III.3.9 Modélisation linéaire du transistor HEMT
III.3.9.1 Adaptation du modèle Petit-Signal au HEMT
III.3.9.2 Détermination des éléments du schéma équivalent petit signal
III.3.9.3 Détermination des éléments extrinsèques
III.3.9.4 Détermination des éléments intrinsèques.
III.3.9.5 Extraction du modèle petit-signal du transistor AlGaN/GaN HEMT
III.3.9.6 Extraction du modèle petit-signal du transistor AlGaN/GaN/BGaN HEMT.
III.3.9.7 Modèle petit-signal du transistor HEMT à base de AlGaN GaN/BGaN en fonction de l’épaisseurs de la couche barrière- arrière
III.4 Conclusion
Chapitre IV: Modélisation du commutateur SPST et SPDT à base de AlGaN/GaN/BGaN HEMT
IV.1 Introduction
IV.2 Généralité sur l’utilisation des HEMT dans la commutation
IV.3 Topologie des commutateur RF
IV.4 Les propriétés des commutateur RF
IV.4.1 Isolation
IV.4.2 Les pertes d’insertion
IV.4.3 les pertes de retour
IV.4.4 Distorsion harmonique et d’intermodulation
IV.4.5 Point de compression 1 dB
IV.5 Logiciel Advanced Design System
IV.5.1 Etude du commutateur SPST
IV.5.2 Etude du commutateur SPDT
IV.6 Simulation et modélisation grand signal du commutateur à base de HEMT
IV.6.1 le point de compression à 1dB
IV.6.2 Les points d’interception de distorsion du deuxième et du troisième ordre (IP2et IP3)
IV.7 Conclusion
Conclusion générale.
I.1 Introduction.
1.2 Matériaux binaires nitrurés
1.2.1 Nitrure de gallium GaN.
1.2.2 Propriétés structurales. 1.2.3 L’effet de polarisation I.2.4 Propriétés électriques.
1.2.5 Propriétés optique
I.2.6 Propriétés thermique
I.2.7 Les avantage de GaN
1.3 Nitrure de bore BN
1.3.1 Propriété structural du BN
1.3.2 Propriétés électroniques et optiques
1.4 Nitrure d’Aluminium
1.4.1 Propriété électrique de AIN
1.4.2 Propriétés optiques de AIN
1.4.3 Avantage de AIN
1.5 Composés ternaires nitrurés
1.5.1 Nitrure de gallium-aluminium Al Ga1-XN
1.5.1.1 Variation du gap d’Al、Ga1-N en fonction de la fraction de mole x (Al)
1.5.1.2 Propriété électrique de AlxGa1-xN
1.5.2 Nitrure de gallium-bore (B,Ga1-XN)
1.5.2.1 Propriété électrique de (BxGa1-x N).
1.5.2.2 Propriétés optique du (BxGa1-XN)
1.6 Conclusion
Chapitre II: Transistor à haute mobilité d’électron
II. 1 Introduction
II.3 Etude d’une hétérojonction
II.2 Bref histoire sur les transistors à effet de champ
II.3.1 Formation de gaz électronique à deux dimensions (2DEG)
II.4 Transistor a haute mobilité d’électron (HEMT).
II.4.1 Caractérisation électrique du HEMT
II.4.1.1Caractéristique de sortie
II.4.1.2 Caractéristique de transfert
II.4.1.2.1 La transconductance (Gm)
II.4.1.2.2 Fréquence de transition et fréquence d’oscillation maximale.
II.4.1.2.3 Facteur de bruit
II.4.1.2.4 Puissance de sortie
II.4.1.3 Schéma équivalent linéaire petit signal
II.4.1.3.1 Transconductance (Gm)
II.4.1.3.2 Conductance de sortie (gd)
II.4.1.3.3 Capacités Cgs.
II.4.1.3.4 Capacités Cgd
II.4.1.3.5 Capacités Cds
II.4.1.3.6 Retard de transconductance intrinsèque (t)
II.4.1.3.7 Résistances de charge Ri et Rgd.
II.4.2 Principaux défis de la technologie GaN HEMT
II.4.2.1 Les effets de piégeages
II.4.2.2 Gate-Lag
II.4.2.3 Drain-Lag
II.4.2.4 Effondrement de courant
II.4.2.5 Effet d’auto-échauffement et de dégradation des électrons chaud
II.4.2.6 L’effet de Kink
II.4.3 Les application de AlGaN/GaN.
II.5 Conclusion
Chapitre III: Modélisation des transistors HEMT à base de technologies AlGaN/GaN et
AlGaN/GaN/BGaN
III.1 Introduction
III.2 Le logiciel TCAD-SILVACO
III.2.1 ATLAS TCAD-SILVACO
III.2.2 ATHENA TCAD-SILVACO
III.2.3 DECKBUILD
III.2.4 TONYPLOT
III.3 Résultats de simulation
III.3.1 HEMTs à base de AlGaN et GaN étudiés
III.3.2 Modèles physiques et matériels
III.3.3 Maillage de structures simulées.
III.3.4 Dopage.
III.3.5 Diagrammes de bandes d’énergie
III.3.6 Etude statique DC
III.3.6.1 Caractéristiques de sortie (IDS – VDS)
III.3.6.2 Caractéristiques de transfert (IDS – VGS)
III.3.6.3 Transconductance
III.3.6.4 La pente sous seuil et le courant Ion/Ioff
III.3.6.5 Le courant de fuite
III.3.6.6 Le DIBL
III.3.7 Etude dynamique AC
III.3.7.1 La fréquence de transition (Ft) et la fréquence d’oscillation maximale (Fmax)
III.3.7.2 La stabilité de puissance de gain maximum (GMS) et le gain de puissance maximum disponible (GMA)
III.3.8 Influence de l’épaisseur de la couche barrière-arrière de BGaN
III.3.8.1 Caractéristique de sortie et de transfert.
III.3.8.2 Transconductance.
III.3.8.3 La pente sous seuil et le courant Ion/loff.
III.3.8.4 L’Abaissement de barrière induit par drain (DIBL)
III.3.8.5 Fréquence de transition et fréquence d’oscillation maximale
III.3.8.6 La stabilité de puissance de gain maximum (GMS) et le gain de puissance maximum disponible (GMA)
III.3.9 Modélisation linéaire du transistor HEMT
III.3.9.1 Adaptation du modèle Petit-Signal au HEMT
III.3.9.2 Détermination des éléments du schéma équivalent petit signal
III.3.9.3 Détermination des éléments extrinsèques
III.3.9.4 Détermination des éléments intrinsèques.
III.3.9.5 Extraction du modèle petit-signal du transistor AlGaN/GaN HEMT
III.3.9.6 Extraction du modèle petit-signal du transistor AlGaN/GaN/BGaN HEMT.
III.3.9.7 Modèle petit-signal du transistor HEMT à base de AlGaN GaN/BGaN en fonction de l’épaisseurs de la couche barrière- arrière
III.4 Conclusion
Chapitre IV: Modélisation du commutateur SPST et SPDT à base de AlGaN/GaN/BGaN HEMT
IV.1 Introduction
IV.2 Généralité sur l’utilisation des HEMT dans la commutation
IV.3 Topologie des commutateur RF
IV.4 Les propriétés des commutateur RF
IV.4.1 Isolation
IV.4.2 Les pertes d’insertion
IV.4.3 les pertes de retour
IV.4.4 Distorsion harmonique et d’intermodulation
IV.4.5 Point de compression 1 dB
IV.5 Logiciel Advanced Design System
IV.5.1 Etude du commutateur SPST
IV.5.2 Etude du commutateur SPDT
IV.6 Simulation et modélisation grand signal du commutateur à base de HEMT
IV.6.1 le point de compression à 1dB
IV.6.2 Les points d’interception de distorsion du deuxième et du troisième ordre (IP2et IP3)
IV.7 Conclusion
Conclusion générale.
Télécharger:
Pour plus de
sources et références universitaires
(mémoires, thèses et articles
), consultez notre site principal.