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Dissertations / Theses on the topic 'RF Microelectronics'
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Maris, Ferreira Pietro. "Méthodologie de conception AMS/RF pour la fiabilité : conception d'un frontal RF fiabilisé." Phd thesis, Télécom ParisTech, 2011. http://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00628802.
Full textAbstract:
Le développement des technologies CMOS à l'échelle nanométrique a fait émerger de nombreux défis sur le rendement et la fiabilité des composants. Les prochaines générations de circuits AMS et RF souffriront d'une augmentation du taux de défaillance durant le temps d'opération. Dans ce travail de thèse, nous proposons une nouvelle approche pour la conception d'un frontal RF en CMOS 65 nm. L'objectif principal de ce travail est d'améliorer la conception de circuits du frontal RF basée sur la recherche des nouveaux compromis imposés par la variabilité du transistor et la dégradation par vieillissement. Ce travail de thèse propose un nouveau flot de conception des circuits fiables en s'appuyant sur la conception d'un frontal radio. Le frontal RF utilise une architecture à conversion directe. Il est composé de trois principaux blocs : le BLIXER, regroupant un balun, un amplificateur large bande à faible bruit et un mélangeur I-Q; l'oscillateur contrôlé numériquement (DCO), et l'amplificateur de gain programmable (PGA) avec le filtre passe-bas. Nous avons mis en œuvre des circuits fiabilisés pour le cas d'étude du frontal radio dans une approche bottom-up et top-down. Ainsi, nous avons pu lier les étapes de la conception dans une méthode générale qui est la proposition d'un nouveau flot de conception des circuits fiables. Par la démonstration des compromis imposés par le vieillissement et la variabilité des composants en CMOS 65 nm, nous sommes capables de prédire les tendances dans les technologies à venir et nous mettons en évidence le besoin d'un flot de conception des circuits AMS/RF qui prenne en compte les dégradations des performances par le vieillissement et la variabilité.
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Cao, Guangjun. "Physics and technology of silicon RF power devices." Thesis, De Montfort University, 2000. http://ethos.bl.uk/OrderDetails.do?uin=uk.bl.ethos.391785.
Full text
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Ariaudo, Myriam. "Dirty RF pour les Systèmes de Communication." Habilitation à diriger des recherches, Université de Cergy Pontoise, 2010. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00555445.
Full textAbstract:
Les systèmes de communication sans fil ont eu un très rapide développement au cours de ces dernières décennies. L'évolution des exigences de l'utilisateur nécessite une augmentation des débits, de la flexibilité pour permettre une adaptation à son environnement, tout en bénéficiant de performance, mobilité, basse consommation, et faible coût. Le développement de ces nouveaux systèmes nécessite plus que jamais de considérer le segment Radio-Fréquence (RF) avec ses imperfections, pour proposer des architectures innovantes et efficaces. Mes activités principales de recherche sont consacrées à l'étude de l'influence des circuits du segment RF sur les performances des systèmes de communication et sur les moyens de les corriger. Initialement considérées comme des moyens d'amélioration des performances pour un circuit donné, les méthodes de compensation de défauts développées permettent d'envisager un relâchement des contraintes sur les circuits à concevoir. Ces travaux s'intègrent dans le nouveau concept dit de la « Dirty RF ». Mes contributions dans cette thématique sont groupées par problématiques associées à des objectifs : assurer l'intégrité du signal à transmettre impose une réduction du rendement de l'émetteur; augmenter le débit et permettre la réception de différents standards nécessite une augmentation de la largeur de bande de transmission; favoriser la diversité fréquentielle induit une sensibilité accrue aux défauts du synthétiseur de fréquence. Dans chaque cas, la dégradation des performances associée aux circuits est évaluée et des solutions sont proposées pour y remédier. Les méthodes de correction développées seront des solutions intéressantes pour les nouveaux systèmes de communication, qui devront être « Radio-Cognitifs » et reconfigurables.
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Tirunelveli, Kanthi Saravanan. "Analysis and; design of successive approximation ADC and 3.5 GHz RF transmitter in 90nm CMOS." Thesis, Georgia Institute of Technology, 2010. http://hdl.handle.net/1853/33884.
Full textAbstract:
In this work, a 3.5 GHz RF Transmitter and Successive Approximation ADC design has been presented. The transmitter serves as an intermediate block which translates 350 MHz signal into 3.5 GHz signal. This signal is applied to 6-40 GHz wideband transmitter. The emphasis is on the design of Up conversion Mixer with high linearity, low noise and moderate image rejection performance. The successive approximation analog to digital converter was designed as a part of feedback loop control, which consists of a sensor circuit to detect the temperature changes in a power amplifier and the ADC to convert the sensor output to digital data. The data is used to determine the necessary control signals to restore the performance of the power amplifier. The circuits have been designed and implemented in ST Microelectronics CMOS 90nm process.
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Jones, Jason Patrick. "Electro-thermo-mechanical characterization of stress development in AlGaN/GaN HEMTs under RF operating conditions." Thesis, Georgia Institute of Technology, 2015. http://hdl.handle.net/1853/53528.
Full textAbstract:
Gallium nitride (GaN) based high electron mobility transistors (HEMTs) offer numerous benefits for both direct current (DC) and radio frequency (RF) power technology due to their combination of large band gap, high electrical breakdown field, high peak and saturation carrier velocity, and good stability at high temperatures. In particular, AlGaN/GaN heterostructures are of great interest because of the unique conduction channel that develops as a result of the spontaneous and piezoelectric polarization that occurs in these layers. This channel is a vertically confined plane of free carriers that is often called a 2 dimensional electron gas (or 2DEG). Although these devices have shown an improvement in performance over previous heterostructures, reliability issues are a concern because of the high temperatures and electric fields that develop during operation. Therefore, characterizing electrical and thermal profiles within AlGaN/GaN HEMTs is critical for understanding the various factors that contribute to device failures. Little research has been performed to model and characterize these devices under RF bias conditions, and is therefore of great interest. Under pulsed conditions, a single cycle consists of an “on-state” period where power is supplied to the device and self-heating occurs, followed by an “off-state” period where no power is supplied to the device and the device cools. The percentage of a single cycle in which the device is powered is called the duty cycle.
In this work, we present a coupled electro-thermo-mechanical finite-element model for describing the development of temperature, stress, and strain profiles within AlGaN/GaN HEMTs under DC and AC power conditions for various duty cycles. It is found that bias conditions including source-to-drain voltage, source-to-gate voltage, and pulsing frequency directly contribute to the electro-thermo-mechanical response of the device, which is known to effect device performance and reliability. The model is validated by comparing numerical simulations to experimental electrical curves (Ids-Vds) and experimental strain measurements performed using scanning joule expansion microscopy (SJEM). In addition, we show how the operating conditions (bias applied and AC duty cycle) impact the thermal profiles of the device and outline how the stress in the device changes through a pulsed cycle due to the changing thermal and electrical profiles. Qualitatively, the numerical model has good agreement across a broad range of bias conditions, further validating the model as a tool to better understand device performance and reliability.
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Andersson, Stefan. "Multiband LNA Design and RF-Sampling Front-Ends for Flexible Wireless Receivers." Doctoral thesis, Linköping : Electronic Devices, Department of Electrical Engineering, Linköping University, 2006. http://urn.kb.se/resolve?urn=urn:nbn:se:liu:diva-7582.
Full text
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Cesari, Albert. "Implémentation de techniques de linéarisation et d'amélioration du rendement pour les amplificateurs de puissance RF." Phd thesis, Université Paul Sabatier - Toulouse III, 2008. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00538808.
Full textAbstract:
L'antagonisme entre la capacité d'émission d'informations haut débit (linéarité) et le rendement énergétique, dans le contexte des émetteurs radio, est l'axe des travaux de cette thèse. Nous proposons une architecture matérielle basé sur circuits FPGA1 pour l'implémentation de fonctionnalités de prédistorsion numérique (DPD) pour la linéarisation d'amplificateurs RF. Nous articulons nos approches à partir de la séparation entre les processus de prédistorsion et d'adaptation. Ainsi, nous pouvons proposer une structure matérielle -le BPC2 ou Cellule Basique de Predistorsion- bien adaptée pour l'implémentation du module de prédistorsion. Le module de prédistorsion basé sur BPC peut être reconfigurable au besoin, et, en plus, il reste indépendant de la méthodologie particulière de dérivation de la fonction de prédistorsion. Afin d'effectuer des validations, deux prototypes permettant de tester des stratégies de prédistorsion performantes et novatrices ont été mis en oeuvre. Dans un premier temps, nous avons implémenté un système DPD basé sur la théorie des systèmes hyperstables sur une plateforme mixte FPGA/DSP3. En complément des résultats expérimentaux, nous rentrons dans le détail des fonc- tions complémentaires à la prédistorsion et l'adaptation nécessaires pour produire la prédistorsion. Le deuxième prototype adresse la linéarisation et la compensation des e®ets mémoire de l'amplificateur RF. Nous présentons et validons expérimentalement une structure de prédistorsion du type NARMA4, implémentée au moyen d'un réseau de cellules BPC. Au passage, nous étudions la consommation de la prédistorsion et son impact sur le rendement. Si l'utilisation de la prédistorsion s'avére inévitable pour contrer les effets mémoire, nous proposons de dégrader la Classe de l'am- plificateur, dans le but d'obtenir un émetteur aussi linéaire mais plus performant énergétiquement. Finalement, au delà de la prédistorsion seule, nous proposons, analysons et va- lidons expérimentalement un sys tème de prédistorsion + commande dynamique de l'alimentation de l'amplificateur RF. La structure de traitement du signal numérique développée, permet de : 1/prédistordre le signal et 2/commander des modulateurs d'amplitude lents (par rapport à la largeur de bande de l'application cible, mais ayant de forts rendements de conversion). L'inclusion de capacités de pilotage de l'alimentation autour de la prédistorsion s'avère peu coûteuse et permet d'atteindre des rendements améliorés sans perte de linéarité.
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Pennec, Fabienne. "Modélisationdu contact métal-métal: application aux micro-commutateurs MEMS RF." Phd thesis, Université Paul Sabatier - Toulouse III, 2009. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00420496.
Full textAbstract:
L'insertion des microcommutateurs MEMS RF nécessite une tension d'actionnement et des dimensions toujours plus petites, ce qui confère davantage d'importance aux effets de surfaces, si bien qu'une des principales limitations des performances des microcommutateurs est la qualité du contact et sa fiabilité. Dans ce contexte, nous avons développé un outil de calcul de la résistance de contact électrique de microcommutateurs MEMS RF à contact ohmique. La finalité de l'outil sera l'étude de l'impact des matériaux, de l'état de surface, de la topologie de contact pour augmenter les performances de contact. Un tour d'horizon des différentes méthodes existantes (analytique, numérique, expérimentale) pour analyser le contact mécanique puis électrique de surfaces rugueuses a tout d'abord été réalisé. Puis nous avons conçu et fabriqué deux types de véhicules de test, à actionnement mécanique et à actionnement électrostatique afin de pouvoir tester la méthodologie de modélisation du contact mise en oeuvre. L'originalité de cette méthodologie repose sur une nouvelle approche utilisant la méthode d'ingénierie inverse pour générer la forme réelle de la surface. Les progrès apportés sur les logiciels de calcul rendent possible l'implantation de profils réels de surface issus de la caractérisation. L'analyse du contact mécanique est ensuite réalisée à travers des simulations numériques de contact avec le logiciel multiphysique éléments finis ANSYS 11. Cette analyse mécanique est suivie d'une analyse électrique, basée sur des formulations analytiques issues de la théorie du contact électrique et utilisant les résultats de l'analyse précédente. Les surfaces de contact des structures de test sont acquises à l'AFM afin de tester l'outil de calcul. Les résultats obtenus avec la nouvelle méthodologie restent éloignés des mesures expérimentales de résistance de contact. Ces écarts étaient prévisibles tant il est difficile d'une part de prendre en compte tous les paramètres affectant la val eur de la résistance (effet thermique, présence d'un film isolant sur l'interface de contact, phénomène de fluage) dans le modèle, et tant il est difficile d'autre part d'évaluer avec précision les propriétés des matériaux de contact.
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Busquere, Jean-Pierre. "Développement et intégration de MEMS RF dans les architectures d'amplificateur faible bruit reconfigurables." Phd thesis, INSA de Toulouse, 2005. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00446353.
Full textAbstract:
De nos jours, les modules hyperfréquences doivent de plus en plus présenter non seulement des performances électriques sans cesse améliorées mais aussi des fonctionnalités nouvelles ainsi que de fortes compacités, et des coûts de fabrication les plus réduits possibles. Les perspectives attractives apportées par l'utilisation des technologies SiGe permettent aujourd'hui d'envisager la réalisation de circuits intégrés jusqu'aux fréquences millimétriques tandis que, dans le même temps, le développement rapide des technologies MEMS RF permet de réaliser de nouvelles fonctionnalités au niveau des circuits radiofréquences. Dans la première partie de ce mémoire, nous proposons un concept d'amplificateur faible bruit reconfigurable en fréquence (HIPERLAN et BLUETOOTH), basé sur l'association des technologies SiGe et MEMS RF. Conception et performances simulées des amplificateurs élaborés à la fois pour une intégration monolithique et une autre par fil de souduresont alors présentées. La deuxième partie est entièrement consacrée à la conception et la réalisation des MEMS RF suivant les spécifications que nous avons établi lors de la première partie. Conception, réalisation et caractérisation des structures MEMS RF sont présentés, pour aboutir à l'obtention de performances situées à l'état de l'art pour des capacités autant séries que parallèles. La dernière partie, traite de l'assemblage entre les deux technologies MEMS et SiGe, avec trois études réalisées sur une intégration monolithique dite « Above IC », un assemblage par fils de soudure et un assemblage Flip Chip. Au final, des modules de test assemblés sont présentés et caractérisés
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Jeangeorges, Mickaël. "Conception d'antennes miniatures intégrées pour solutions RF SiP." Phd thesis, Université de Nice Sophia-Antipolis, 2010. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00544576.
Full textAbstract:
Ce mémoire présente la conception et l'optimisation d'antennes miniatures intégrées en modules de type System in Package. L'objectif est de répondre à un besoin croissant en modules intégrés complets, comprenant tous les composants nécessaires pour apporter des fonctionnalités sans-fil aux objets communicants. Afin de remplir cet objectif, les antennes doivent satisfaire de nombreux critères, autant au niveau des performances (adaptation, bande passante, efficacité, diagramme de rayonnement) qu'au niveau des méthodes de conception (robustesse, coût, adaptation au processus de fabrication SiP, possibilité de production industrielle). L'extrême miniaturisation rend d'autant plus délicate leur mise en oeuvre qu'elle entraîne des phénomènes physiques limitant les performances. Nos travaux étudient la possibilité d'utiliser certaines techniques d'amélioration par l'ajout d'éléments structurels (éléments capacitifs, éléments parasites, fentes) et l'utilisation de circuits d'adaptation spécifiques. Diverses modifications géométriques innovantes appliquées aux structures antennaires ont également été utilisées pour obtenir des résultats satisfaisant tous les critères. Les antennes élaborées permettent à des objets communicants de dimensions variées d'opérer dans la bande de fréquences 2,4 GHz pour des applications de type WiFi ou Bluetooth. Plusieurs séries de réalisations de prototypes ont permis de valider les résultats et confirmer les phénomènes électromagnétiques mis en jeu.
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Hincapié, Jorge Armando Oliveros. "Aplicação da programação geométrica no projeto de filtros Gm-C para receptores RF CMOS." Universidade de São Paulo, 2010. http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3140/tde-19012011-131843/.
Full textAbstract:
A tendência do mercado da microeletrônica é integrar em um mesmo chip sistemas eletrônicos completos, incluindo simultaneamente circuitos analógicos, digitais e RF. Por causa da complexidade do problema de projeto, a parte analógica e RF desses sistemas é o gargalo do desenvolvimento. Uma alternativa de projeto para circuitos analógicos é formular o projeto como um problema de otimização matemática conhecido como programação geométrica. As vantagens são: o ótimo global é obtido eficientemente, e é possível fazer automatização do projeto. A principal desvantagem é que não todos os parâmetros e equações que modelam um circuito são compatíveis com a forma desse problema de otimização. Os receptores para sistemas de comunicação modernos realizam o processo de downconvertion usando uma freqüência intermediária baixa ou diretamente em banda-base. As topologias de receptor Zero-IF e Low-IF são preferidas por sua alta capacidade de integração e baixo consumo de área e de potência. Os filtros analógicos são blocos de composição básicos nesses sistemas. Neste trabalho é desenvolvida uma metodologia de projeto baseada na aplicação de programação geométrica para projeto de filtros Gm-C. A metodologia de projeto foi usada para projetar filtros analógicos complexos e reais para os padrões de comunicação Bluetooth e Zigbee IEEE/802.15.4. Os resultados obtidos mostram que a metodologia de projeto proposta neste trabalho é uma solução efetiva para reduzir o tempo de projeto e otimizar o desempenho de filtros analógicos.The tendency of the microelectronic market is to integrate in the same chip complete electronic systems, including digital, analog and RF circuits simultaneously. The analog part of those systems represents the bottleneck in the design process. The complexity of analog design makes this one an intuitive and creative process but time expensive. An alternative methodology for analog integrated circuits design is to represent the design as a mathematical optimization problem known as geometric programming. The advantages are: global optimum achieved efficiently, and the possibility of design automation. The main disadvantage, is that all the parameters or equations that characterize a circuit are not compatible with the form of this optimization problem. Modern receivers perform downconvertion of the signal using very low, or zero intermediate frequency. Zero-IF and Low-IF topologies are preferred because of their high integration capabilities, and low area and power consumption. Analog filters are basic building blocks of such systems. In this work, a design methodology based on geometric programming is developed, for automated and optimal design of Gm-C filters. The design methodology was used to design analog complex and real filters for the digital communications standards Bluetooth and Zigbee IEEE/802.15.4. The results show that the design methodology proposed in this work is an effective solution for fast, automated and optimal analog filter design
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Khereddine, R. "Méthode adaptative de contrôle logique et de test de circuits AMS/RF." Phd thesis, Université de Grenoble, 2011. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00656920.
Full textAbstract:
Les technologies microélectroniques ainsi que les outils de CAO actuels permettent la conception de plus en plus rapide de circuits et systèmes intégrés très complexes. L'un des plus importants problèmes rencontrés est de gérer la complexité en terme de nombre de transistors présents dans le système à manipuler ainsi qu'en terme de diversité des composants, dans la mesure où les systèmes actuels intègrent, sur un même support de type SiP ou bien SoC, de plus en plus de blocs fonctionnels hétérogènes. Le but de cette thèse est la recherche de nouvelles techniques de test qui mettent à contribution les ressources embarquées pour le test et le contrôle des modules AMS et RF. L'idée principale est de mettre en oeuvre pour ces composantes des méthodes de test et de contrôle suffisamment simples pour que les ressources numériques embarquées puissent permettre leur implémentation à faible coût. Les techniques proposées utilisent des modèles de représentation auto-régressifs qui prennent en comptes les non linéarités spécifiques à ce type de modules. Les paramètres du modèle comportemental du système sont utilisés pour la prédiction des performances du système qui sont nécessaire pour l'élaboration de la signature de test et le contrôle de la consommation du circuit. Deux démonstrateurs ont été mis en place pour valider la technique proposée : une chaine RF conçue au sein du groupe RMS et un accéléromètre de type MMA7361L.
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Mardivirin, David. "ETUDE DES MECANISMES MIS EN JEU DANS LA FIABILITE DES MICRO-COMMUTATEURS MEMS-RF." Phd thesis, Université de Limoges, 2010. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00608495.
Full textAbstract:
Les travaux présentés dans ce manuscrit sont axés sur la caractérisation et l'analyse des mécanismes de défaillances qui apparaissent dans une nouvelle famille de composants microondes : les MEMS-RF (Systèmes Micro-Electro-Mécanique RadioFréquence). Si ces composants ont rapidement suscité beaucoup d'espoirs pour résoudre un grand nombre de verrous concernant les nouvelles architectures de communication, il est apparu que la fiabilité de ces composants a énormément ralenti leur développement industriel. De plus, ces micro-commutateurs résultent d'un couplage multi-physique qui a ajouté une forte complexité et une difficulté de compréhension de leur fonctionnement et donc leur fiabilité. Actuellement, de nombreux et intenses efforts sont réalisés par la communauté scientifique (universitaire et industrielle), car ce sujet reste ouvert à de nombreuses questions et problèmes non résolues. Ce document se propose d'apporter une contribution sur ce sujet à la fois sur le plan expérimental, théorique et technologique.
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Quadri, Gianandrea. "Contribution à l'étude de liaison optiques analogiques pour la distribution de signaux de référence en gammes RF et micro-ondes." Phd thesis, Université Paul Sabatier - Toulouse III, 2004. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00141548.
Full textAbstract:
La fibre optique constitue une alternative sérieuse au câblage coaxial classique pour de nombreuses applications analogiques. En effet, outre son diamètre et sa masse beaucoup plus faible, elle ne perturbe pas les dispositifs électriques et elle assure une excellente isolation du signal véhiculé. Dans le cadre de notre étude, l'application principalement visée est la distribution par fibre optique de signaux de référence de fréquence dans les différents sous systèmes d'un satellite de télécommunications. D'autres applications possibles sont l'alimentation et le contrôle d'une antenne sol et l'accès aux divers éléments d'une antenne active. Toutefois, la liaison optique doit respecter certaines contraintes vis à vis de la qualité du signal véhiculé, en particulier en termes de bruit. Le travail présenté dans ce mémoire traite de l'optimisation en bruit de phase de liaisons optiques destinées à la diffusion d'un signal de référence de fréquence. Le problème de l'émetteur (le laser) est présenté, mais c'est surtout au niveau du récepteur que des concepts originaux ont été développés. En particulier l'approche photo-oscillateur, c'est à dire un oscillateur synchronisé par l'onde optique modulée, a été utilisée pour réaliser différents récepteurs à des fréquences de 10 MHz, 874.2 MHz et 3.5 GHz. L'intérêt de cette approche réside dans le filtrage naturel du bruit de phase loin de la porteuse et dans la puissance de sortie constante délivrée par le photo-oscillateur. Dans le cas de l'application à 10 MHz il s'agissait de transmettre des signaux d'oscillateurs ultra-stables en conservant au mieux leurs caractéristiques spectrales. Les autres applications (à 874.2 MHz et 3.5 GHz) étaient moins critiques vis à vis de la pureté spectrale. Elles ont permis de tester les approches, et les composants les plus appropriés pour leur mise en Suvre.
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Achkar, Hikmat. "Modélisation et conception des micro commutateurs RF MEMS a actionnement électrostatique et/ou piezoélectrique." Phd thesis, Université Paul Sabatier - Toulouse III, 2009. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00462560.
Full textAbstract:
La majorité des MEMS RF (Micro Electro Mechanical Systems Radio Fréquence) sont actionnés en utilisant une force électrostatique. La distance entre les deux électrodes est ainsi modifiée pour transmettre ou couper le signal RF. Ce type d'actionnement, malgré ses avantages, a un défaut majeur qui concerne le chargement des diélectriques. Ce dernier mène à terme à la défaillance du dispositif. Pour résoudre ou minimiser ce problème, nous avons travaillé dans deux directions. La première consiste à utiliser l'actionnement piézo-électrique à la place de l'actionnement électrostatique. La seconde direction concerne l'amélioration du comportement mécanique de la structure en augmentant la force de rappel sans modifier la tension d'actionnement. Les designs proposés ont été validés en utilisant une plateforme de simulation multi-physique.
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Frappé, Antoine. "Génération numérique de signaux RF pour les terminaux de communication mobile par modulation delta-sigma." Phd thesis, Université des Sciences et Technologie de Lille - Lille I, 2007. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00280968.
Full textAbstract:
Dans le cadre de la radio logicielle, un transmetteur numérique, basé sur la modulation ΔΣ, est proposé. Son architecture est construite autour de deux modulateurs ΔΣ passe-bas suréchantillonnés du 3ème ordre qui fournissent un signal multiplexé sur 1 bit à haute cadence, qui code directement le signal RF dans le domaine numérique. La séquence de sortie peut ensuite être appliquée à l'entrée d'un amplificateur de puissance commuté ayant une bonne efficacité.Le standard UMTS a été choisi comme exemple d'application et un générateur de signaux RF 1 bit à 7,8Géch/s a été réalisé dans une technologie 90nm CMOS. Une arithmétique redondante comprenant des signaux complémentaires, une quantification de sortie non exacte et une évaluation anticipée de la sortie ont été implémentées pour parvenir à la cadence désirée. Une logique dynamique différentielle sur 3 phases d'horloge, générées par une DLL, a été utilisée au niveau circuit.
Le circuit intégré du transmetteur prototype démontre une fonctionnalité complète jusqu'à une fréquence d'horloge de 4GHz, permettant ainsi d'atteindre une bande passante de 50MHz autour d'une fréquence porteuse de 1GHz. Si la bande image est utilisée, la fréquence d'émission peut être déplacée jusqu'à 3GHz. Avec une fréquence d'horloge de 2,6GHz et un canal WCDMA de 5MHz modulé autour d'une fréquence porteuse à 650MHz, 53,6dB d'ACLR sont obtenus pour une puissance de canal en sortie de -3,9dBm. Pour la bande image (1,95GHz), l'ACPR est de 44,3dB pour une puissance maximale du canal en sortie de -15,8dBm, ce qui rentre dans les spécifications UMTS. L'aire active du circuit est de 0,15mm² et sa consommation de 69mW sous 1V à cette fréquence.
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Akkouche, N. "Optimisation du test de production de circuits analogiques et RF par des techniques de modélisation statistique." Phd thesis, Université de Grenoble, 2011. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00669605.
Full textAbstract:
La part dû au test dans le coût de conception et de fabrication des circuits intégrés ne cesse de croître, d'où la nécessité d'optimiser cette étape devenue incontournable. Dans cette thèse, de nouvelles méthodes d'ordonnancement et de réduction du nombre de tests à effectuer sont proposées. La solution est un ordre des tests permettant de détecter au plus tôt les circuits défectueux, qui pourra aussi être utilisé pour éliminer les tests redondants. Ces méthodes de test sont basées sur la modélisation statistique du circuit sous test. Cette modélisation inclus plusieurs modèles paramétriques et non paramétrique permettant de s'adapté à tous les types de circuit. Une fois le modèle validé, les méthodes de test proposées génèrent un grand échantillon contenant des circuits défectueux. Ces derniers permettent une meilleure estimation des métriques de test, en particulier le taux de défauts. Sur la base de cette erreur, un ordonnancement des tests est construit en maximisant la détection des circuits défectueux au plus tôt. Avec peu de tests, la méthode de sélection et d'évaluation est utilisée pour obtenir l'ordre optimal des tests. Toutefois, avec des circuits contenant un grand nombre de tests, des heuristiques comme la méthode de décomposition, les algorithmes génétiques ou les méthodes de la recherche flottante sont utilisées pour approcher la solution optimale.
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Lajmi, Rania. "Caractérisation et modélisation du vieillissement des circuits analogiques et RF en technologie 28 nm FDSOI." Thesis, Université Grenoble Alpes (ComUE), 2019. http://www.theses.fr/2019GREAT088.
Full textAbstract:
La fiabilité des circuits électroniques analogiques et mixtes fabriqués dans des technologies silicium utilisant des oxydes de métal est fortement affectée par les variations de processus, de tension et de température (PVT). De plus, des mécanismes de vieillissement tels que l’instabilité de la température de polarisation qui peut être à l’origine d’une dégradation des diélectriques et de la tension de seuil ou encore l’injection de porteurs chauds, impactent ces circuits. La dégradation induite par ces phénomènes affecte la durée de vie et des performances des composants et des circuits.Il existe dans la littérature de nombreuses études de la fiabilité des transistors MOS. Peu d’études ont été menées sur l’impact de leur fiabilité sur les circuits.Cette thèse présente les résultats des recherches sur les effets des mécanismes de vieillissement sur les performances de circuits analogiques et mixtes.La dégradation de la durée de vie est induite par la dégradation de la tension de seuil et du courant de drain. Des analyses sont effectuées sur la base de simulations de vieillissement prenant en compte les modèles des mécanismes de vieillissement développé par l’équipe et des mesures des circuits implémentés en technologie 28 nm FDSOI au sein de STMicroelectronics. Des tests accélérés ont été utilisés pour évaluer l’effet du vieillissement. Des techniques de correction appropriées pour surmonter la dégradation des performances des circuits, induite par le vieillissement sont proposées.Les performances DC et AC du LDO ont été analysés avant et après vieillissement. Le stress induit une dégradation de ses performances suite à l’effet du mécanisme HCI dans les transistors et au Matching induit dans la paire de transistors chargés de la régulation. Le LDO était surdimensionné pour ne pas subir de fortes dégradations. Une analyse sur l’évolution du rendement a été faite en utilisant l’outil WICKED de Mundea.Le bruit de jitter et le temps de verrouillage de la PLL ne sont pas impactés par le vieillissement et la PLL corrige elle-même toutes dégradations et déviations de ses paramètres de sortie. Pour cela, l’étude de l’un de ses blocs importants,le VCO, a été faite. Les résultats de mesure à 125 °C montre que la frequence d’oscillation du VCO a subi une dégradation significative. Tandis que le bruit de phase relatif n’a pas été impacté.L’extraction des performances statiques et dynamiques d’un CAN de type SAR a montré une dégradation significative du rapport signal sur bruit (SNR). Afin d’identifier le bloc responsable de cette dégradation, des simulations d’un seul CAN ont été faite. Le vieillissement a un impact significatif sur le comparateur. Le vieillissement impacte les fenêtres de temps pour chaque sous bloc du comparateur ce qui engendre une décision fausse de l’un de ces blocks d’où un signal erroné à la sortie du comparateur et par conséquent une erreur de codage et une dégradation des performances du CAN.L’étude de l’effet du vieillissement sur l’amplificateur de puissance a montré une dégradation importante des figures de mérites du PA sous l’effet d’un stress RF. Ces dégradations sont dues aux dégradations de paramètres du transistor tels que la transconductance gm et la résistance rds. Une solution pour limiter les effets de ces dégradations a été proposée. Basée sur le principe de détection et de polarisation adaptative, cette technique permet de changer la polarisation du PA afin d’amener les performances dégradées à leur valeur initiale.Sur la base de ces recherches, il est possible de conclure que les mécanismes de vieillissement de la technologie CMOS 28 nm FDSOI ne constituent pas un obstacle majeur au développement de circuits analogiques et mixtes. Cependant, une analyse minutieuse des effets du vieillissement au niveau du circuit, dès la phase de conception est nécessaire.L’ajout de détecteurs, comme dans le cas du PA, apporte des solutions efficaces de détection et d’amélioration des performancesReliability of analog and mixed signal circuits fabricated using complementary metaloxide semiconductor technologies in the deep-submicrometer technology nodes is significantly affected by process, voltage and temperature (PVT) variations. Degradationinduced due to aging mechanisms like bias temperature instability, hot carrier injection leads to additional challenges in design of reliable circuits. PVT variations and aging mechanisms together lead to lifetime degradation of device and circuit performance.There are many studies in the literature of the reliability of MOS transistors. Few studies have been conducted on the impact of their reliability on circuits.This research will study the impact of the deterioration of the MOS transistors on the performance of the developed circuits for analog and mixed applications (low dropout voltage regulator LDO, phase locked loop PLL, voltage controlled oscillator VCO, digital to analog converter CAN, power amplifier PA).Degradation lifetime induces the degradation of the threshold voltage and the drain. The surveys are conducted using aging simulations supporting models of aging mechanisms developed by our team and measurements of circuits implemented in 28nmFDSOI technology. Accelerated tests were used to evaluate the aging effect. Appropriate correction techniques for overcoming aging-induced degradation of circuit performance are proposed and studied.The DC and AC performances of LDO were analyzed before and after aging. The stress induces a degradation of these performances because of the effect of the mechanism of injection of hot carriers (HCI) on the transistors and the Matching induced in the pair of transistors responsible for the regulation. The LDO was oversized to avoid severe damage. A survey of the evolution of yield before and after aging was done using Mundea WICKED tool.The jitter noise and lock time of the PLL are not affected by aging and the PLL itself corrects any degradations and deviations of its output parameters. For this, an investigation of one of its important blocks, the VCO, was made. Measurement results at 125 ° C show that the oscillation frequency of the VCO has undergone significant degradation. While the relative phase noise has not been impacted.The aging effect on the digital analog converter SAR-ADC consisting of 16 TI-ADCs has occurred. Extraction of static and dynamic performances showed a significant degradation of the SNR. In order to identify the block responsible for this degradation, simulations of a single ADC were made. Aging has negligible impact on the switches while the comparator was identified as the most sensitive block. Aging impacts the time windows for each sub-block of the comparator which gives rise to a false decision of one of these blocks, hence a false signal at the output of the comparator, resulting in a code error and a degradation in the performance of the ADC.Investigation of the aging effect on the power amplifier has shown a significant degradation of the PA figures of merit under the effect of RF stress. These impairments are due to the degradation of transistor parameters such as transconductance gm and resistor rds. A solution for improving these degradations has been proposed. Based on the principle of detection and adaptive polarization, this technique makes it possible to change the polarization of the PA in order to bring the degraded performances to their fresh value.Based on this research, it is possible to conclude that the aging mechanisms of the 28nmFDSOI CMOS technology are not a major obstacle to the development of analogue and mixed signal systems. However, a careful analysis of the effects of aging at the circuit level, from the design phase, using the models developed at the transistor level and included in the simulators, is necessary.The incorporation of effective detection and performance enhancement solutions is possible for the implementation of extremely precise circuits
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Huang, Ke. "Modélisation de fautes et diagnostic pour les circuits mixtes/RF nanométriques." Phd thesis, Université de Grenoble, 2011. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00670338.
Full textAbstract:
Le diagnostic de fautes est essentiel pour atteindre l'objectif de temps avant mise sur le marché (time to market) des premiers prototypes de circuits intégrés. Une autre application du diagnostic est dans l'environnement de production. Les informations du diagnostic sont très utiles pour les concepteurs de circuits afin d'améliorer la conception et ainsi augmenter le rendement de production. Dans le cas où le circuit est une partie d'un système d'importance critique pour la sûreté (e.g. automobile, aérospatial), il est important que les fabricants s'engagent à identifier la source d'une défaillance dans le cas d'un retour client pour ensuite améliorer l'environnement de production afin d'éviter la récurrence d'un tel défaut et donc améliorer la sûreté. Dans le cadre de cette thèse, nous avons développé une méthodologie de modélisation et de diagnostic de fautes pour les circuits analogiques/mixtes. Une nouvelle approche basée sur l'apprentissage automatique a été proposée afin de considérer les fautes catastrophiques et paramétriques en même temps dans le diagnostic. Ensuite, nous avons focalisé sur le diagnostic de défauts spot qui sont considérés comme le mécanisme de défauts principal de circuits intégrés. Enfin, la méthodologie du diagnostic proposée a été validée par les données de circuits défectueux fournies par NXP Semiconductors - Netherlands. Mots clés: Diagnostic de fautes, modélisation de fautes, test analogique, analyse de défauts, apprentissage automatique
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Torres-Matabosch, Nuria. "Design pour la fiabilité applique aux composants et circuits RF-MEMS dans différents environnements TRL." Phd thesis, Université Paul Sabatier - Toulouse III, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00797045.
Full textAbstract:
Ces travaux de thèse visent à aborder la fiabilité des composants RF-MEMS (commutateurs en particulier) pendant la phase de conception en utilisant différents approches de procédés de fabrication. Ça veut dire que l'intérêt est focalisé en comment éliminer ou diminuer pendant la conception les effets des mécanismes de défaillance plus importants au lieu d'étudier la physique des mécanismes. La détection des différents mécanismes de défaillance est analysée en utilisant les performances RF du dispositif et le développement d'un circuit équivalent. Cette nouvelle approche permet à l'utilisateur final savoir comment les performances vont évoluer pendant le cycle de vie. La classification des procédés de fabrication a été faite en utilisant le Technology Readiness Level du procédé qui évalue le niveau de maturité de la technologie. L'analyse de différentes approches de R&D est décrite en mettant l'accent sur les différences entre les niveaux dans la classification TRL. Cette thèse montre quelle est la stratégie optimale pour aborder la fiabilité en démarrant avec un procédé très flexible (LAAS-CNRS comme exemple de baisse TRL), en continuant avec une approche composant (CEA-Leti comme moyenne TRL) et en finissant avec un procédé standard co-intégré CMOS-MEMS (IHP comme haute TRL) dont les modifications sont impossibles.
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Hallil, Hamida. "Conception et réalisation dun nouveau capteur de gaz passif communicant à transduction RF." Phd thesis, Université Paul Sabatier - Toulouse III, 2010. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00546243.
Full textAbstract:
L'objectif de cette étude est de montrer la faisabilité d'un nouveau capteur de gaz a transduction RF, passif et sans fil. Ce nouveau capteur est composé de deux lignes coplanaires sur membrane et d'un résonateur diélectrique (RD). L'association de ces deux éléments permet de réaliser un filtre que nous excitons par une onde électromagnétique hyperfréquence en modes de galerie. Grâce à l'effet de " Relaxation Diélectrique ", nous pouvons détecter une variation de l'ambiance gazeuse par un décalage d'une fréquence de résonance du filtre. Les résultats de simulations électromagnétiques ont montré que la détermination de la fréquence de résonance d'un des modes de galerie permettait de détecter facilement la présence de gaz avec une grande sensibilité. Le développement de ce circuit simulé a été réalisé en deux étapes : la fabrication des lignes coplanaires sur membrane et l'élaboration du résonateur diélectrique à base d'un matériau sensible aux gaz. La réalisation d'un RD en TiO2 a été abordée en collaboration avec le CIRIMAT en utilisant la technique SPS (une voie prometteuse mais non encore maitrisée pour nos structures). Compte tenu des difficultés rencontrées, nous avons validé le concept du capteur en utilisant un résonateur en céramique (BaSmTiOxide) réalisé par Temex-Ceramics. L'assemblage des deux parties du capteur a permis d'obtenir les premiers dispositifs et de les caractériser sous différentes ambiances. Les résultats obtenus coïncident bien avec ceux de simulation ce qui valide le principe et la conception de ce nouveau capteur. Enfin, une dernière partie de l'étude est focalisée sur la communication sans fil de ce capteur passif à l'aide d'un RADAR FMCW.
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Vu, Than-Mai. "Contribution à la mise en oeuvre de fonctions accordables à MEMs RF en bade millimétrique sur silicium." Phd thesis, Université Paul Sabatier - Toulouse III, 2010. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00525078.
Full textAbstract:
L'émergence d'applications aux fréquences millimétriques et sub-millimétriques a conduit à une augmentation significative du nombre d'utilisateurs du spectre de fréquence et, par conséquent, des contraintes sur les performances des dispositifs en termes de pertes, de bande passante, de réjection hors bande, notamment pour les filtres. Afin d'adapter ces systèmes à plusieurs standards tout en réduisant les coûts de production, on assiste à la multiplication de fonctions reconfigurables en fréquence. Nos travaux ont consisté à déterminer la technologie la mieux adaptée à la réalisation de filtres reconfigurables en bande millimétrique. Les topologies proposées, ainsi que leurs synthèses associées, autorisent une excursion en fréquence importante tout en conservant un bon niveau d'adaptation. La pertinence des concepts proposés est illustrée par la réalisation d'un résonateur accordable de la bande W (94 GHz) à la bande V (60 GHz) à partir de MEMS RF répondant à des critères de performances et de fiabilité.
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Pons, Patrick. "Capteurs sans fils passifs à transduction électromagnétique : A la frontière entre le monde des capteurs et les MEMS RF." Habilitation à diriger des recherches, Institut National Polytechnique de Toulouse - INPT, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00807347.
Full textAbstract:
Mes recherches se placent dans ce cadre général du développement de nouveaux microsystèmes pour différentes applications. Le cheminement scientifique général que j'essaye d'appliquer à l'ensemble de mes activités peut être décrit par quatre phases dont la durée varie en fonction des thèmes, des moyens mis en œuvre et de l'environnement : Validation de nouveaux concepts, Optimisation des dispositifs en rapport avec un cahier des charges, Etude de fiabilité, Transfert industriel. Les trois premières phases mettent en œuvre des cycles de travaux que l'on peut classer en trois catégories : Conception/Simulation, Fabrication, Caractérisation/Modélisation. Pour chaque phase, un nombre plus ou moins important de cycles est alors nécessaire afin d'arriver à une modélisation acceptable du dispositif qui correspond à une compréhension correcte de son fonctionnement. C'est cette démarche qui m'a amené progressivement à travailler sur trois thématiques scientifiques : les capteurs de pression qui sont dans la phase de transfert industriel, les MEMS RF qui se trouvent dans la phase d'étude de fiabilité et les capteurs sans fil passifs à transduction électromagnétique qui restent encore en grande partie dans la phase de validation des concepts. Mes recherches se placent dans ce cadre général du développement de nouveaux microsystèmes pour différentes applications. Le cheminement scientifique général que j'essaye d'appliquer à l'ensemble de mes activités peut être décrit par quatre phases dont la durée varie en fonction des thèmes, des moyens mis en œuvre et de l'environnement : Validation de nouveaux concepts, Optimisation des dispositifs en rapport avec un cahier des charges, Etude de fiabilité, Transfert industriel. Les trois premières phases mettent en œuvre des cycles de travaux que l'on peut classer en trois catégories : Conception/Simulation, Fabrication, Caractérisation/Modélisation. Pour chaque phase, un nombre plus ou moins important de cycles est alors nécessaire afin d'arriver à une modélisation acceptable du dispositif qui correspond à une compréhension correcte de son fonctionnement. C'est cette démarche qui m'a amené progressivement à travailler sur trois thématiques scientifiques : les capteurs de pression qui sont dans la phase de transfert industriel, les MEMS RF qui se trouvent dans la phase d'étude de fiabilité et les capteurs sans fil passifs à transduction électromagnétique qui restent encore en grande partie dans la phase de validation des concepts.
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Lolis, Luis. "Agile Bandpass Sampling RF Receivers for low power Applications." Phd thesis, Université Sciences et Technologies - Bordeaux I, 2011. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00670162.
Full textAbstract:
Les nouveaux besoins en communications sans fil pussent le développement de systèmes de transmission RF en termes the reconfigurabilité, multistandard et à basse consommation. Cette thèse propose d'une nouvelle architecture de réception capable d'adresser ces aspects. Le sous échantillonnage est appliquée et permet d'exploiter et certain nombre d'avantages liées au traitement du signal à Temps Discret, notamment le filtrage et la décimation, permettant de relâcher les contraintes liées aux ADCs en maintenant des caractéristiques multistandard et de reconfigurabilité. Un simulateur large bande développé et une nouvelle méthode ce conception système permettent répondre à des limitations au niveau système comme le repliement spectral, séparer les différentes contributions dans la dégradation du SNDR, séparer les différentes contraintes des blocs pour la définition d'un plan de fréquence et the filtrage optimaux. L'architecture à sous échantillonnage proposée dans la thèse est résultat d'une comparaison quantitative des différentes architectures à sous échantillonnage, tout en appliquant la méthode et l'outil de conception système développés; et représente le meilleur compromis entre la consommation électrique et l'agilité, dans le contexte voulu. Le bloc de filtrage à temps discret est identifié comme étant critique. Des effets come les capacités parasites, l'imparité entre les capacités, le bruit du commutateur, le gain finit de Ampli OP, sont évalués à travers d'une simulation comportementale en VHDL-AMS. On observe la robustesse des circuits orientés temps discret par rapport les contraintes des nouvelles technologies intégrés. Finalement, le système est spécifié en termes de bruit de phase, qui peuvent représenter jusqu'à 30% de la consommation en puissance. Dans ce but, une nouvelle méthode numérique est proposée pour évaluer le rapport signal sur distorsion due au jitter SDjR dans le processus de sous échantillonnage. En plus, une conclusion non intuitive est survenue de cette étude, où on que réduire la fréquence d'échantillonnage n'augmente pas les contraintes en termes de jitter pour le système. L'architecture proposée issue de cette étude est sujet d'un développement circuit pour la validation du concept.
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Nougaret, L. "ELABORATION ET CARACTERISATION DE COUCHES MINCES PYROELECTRIQUES DE LiTaO3 PAR PULVERISATION CATHODIQUE RF MAGNETRON POUR DES APPLICATIONS DETECTEURS IR." Phd thesis, Université Montpellier II - Sciences et Techniques du Languedoc, 2007. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00327688.
Full textAbstract:
Cette thèse décrit les différentes étapes nécessaires à la réalisation d'un détecteur IR pyroélectrique en couches minces de LiTaO3, depuis l'étude matériau aux procédés de la microélectronique. Le premier chapitre reprend le principe de l'effet pyroélectrique dans les détecteurs IR. Les propriétés physiques et chimiques du cristal de LiTaO3 sont données dans le second chapitre. Le troisième chapitre fait l'inventaire des outils et des techniques de dépôts utilisés pour réaliser l'empilement de base du détecteur IR (contact avant/ couche pyroélectrique / contact arrière). Les chapitres suivants sont consacrés aux résultats expérimentaux. Le quatrième et le cinquième chapitres présentent respectivement l'étude matériau des couches minces de dioxyde de ruthénium qui servent de contact arrière et l'étude matériau des couches minces pyroélectriques de LiTaO3. La pulvérisation cathodique RF et la pulvérisation cathodique RF magnétron sont les deux méthodes de dépôt utilisées. L'électrode supérieure est déposée par évaporation thermique pour les plots d'aluminium ou par pulvérisation cathodique RF pour les pistes en NiCr. Les caractérisations diélectriques présentées dans le sixième chapitre ont montré que la présence d'une couche d'accroche de Ru à l'interface substrat électrode enterrée diminue de moitié les pertes dans le diélectrique. Ces caractérisations ont également permis de mettre en évidence l'influence des conditions de dépôt des couches de LiTaO3 sur leurs propriétés diélectriques. Ces tendances sont confortées par les résultats obtenus par des mesures du coefficient pyroélectrique présentées dans le septième chapitre. Ce chapitre met en avant le rôle du contact arrière quant à la présence de charges parasites pouvant se superposer à l'effet pyroélectrique permanent. Pour une cible enrichie en Li, les couches peuvent présenter des coefficients pyroélectriques de 55 µC/cm2K (180 µC/cm2K pour le cristal massif de LiTaO3). Le dernier chapitre est consacré à la réalisation du détecteur pyroélectrique IR (micro-usinage, électronique associée) et à sa réponse en courant.
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Pinon, Stéphane. "Etude de la reconfigurabilite de circuits RF par des réseaux fluidiques. Conception et fabrication de microsystèmes, intégrés sur substrat souple." Phd thesis, Université Paul Sabatier - Toulouse III, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00781783.
Full textAbstract:
La microfluidique est un domaine relativement récent, elle est réellement apparue qu'au début des années 90. Mais ce domaine a connu une très forte progression et a atteint une certaine maturité qui lui permet d'intervenir dans un large spectre d'applications, chimiques, biologiques, génomiques, optiques... Cet essor a été permis par le développement de technologiques spécifiques et particulièrement par les technologies polymères. Le travail de thèse présenté ici s'appuie donc sur le savoir-faire technologique du laboratoire en microfabrication pour réaliser un couplage entre la microfluidique et les hyperfréquences et ainsi élargir encore un peu plus son spectre d'application. Un des challenges actuels pour les circuits d'émissions-réceptions est la miniaturisation des éléments passifs reconfigurables. Des filtres accordables grâce à des moyens microfluidique ont donc été étudiés de la conception à la caractérisation, en passant par un important travail de fabrication. Celui-ci est basé sur la technique de laminage de film sec de SU-8 et a permis d'intégrer des canaux microfluidiques aux substrats de filtres micro-rubans. La circulation d'eau distillée a montré de très bons résultats en termes de décalages de la fréquence centrale. D'autres pistes d'interactions liquides-micro-ondes sont également présentées telles qu'une utilisation de filtres comme capteur d'élément chimiques ou biologiques.La microfluidique est un domaine relativement récent, elle est réellement apparue qu'au début des années 90. Mais ce domaine a connu une très forte progression et a atteint une certaine maturité qui lui permet d'intervenir dans un large spectre d'applications, chimiques, biologiques, génomiques, optiques... Cet essor a été permis par le développement de technologiques spécifiques et particulièrement par les technologies polymères. Le travail de thèse présenté ici s'appuie donc sur le savoir-faire technologique du laboratoire en microfabrication pour réaliser un couplage entre la microfluidique et les hyperfréquences et ainsi élargir encore un peu plus son spectre d'application. Un des challenges actuels pour les circuits d'émissions-réceptions est la miniaturisation des éléments passifs reconfigurables. Des filtres accordables grâce à des moyens microfluidique ont donc été étudiés de la conception à la caractérisation, en passant par un important travail de fabrication. Celui-ci est basé sur la technique de laminage de film sec de SU-8 et a permis d'intégrer des canaux microfluidiques aux substrats de filtres micro-rubans. La circulation d'eau distillée a montré de très bons résultats en termes de décalages de la fréquence centrale. D'autres pistes d'interactions liquides-micro-ondes sont également présentées telles qu'une utilisation de filtres comme capteur d'élément chimiques ou biologiques.
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Dubuc, David. "Développement de microsystèmes hyperfréquances par approches multidisciplinaires: vers de nouvelles fonctionnalités et applications." Habilitation à diriger des recherches, Université Paul Sabatier - Toulouse III, 2010. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00627331.
Full textAbstract:
Le fil rouge guidant nos travaux de recherche correspond à la convergence des techniques hyperfréquences, des micro- et nano-technologies et plus récemment de la fluidique, amenant le développement de microsystèmes hyperfréquences innovants pour des applications en télécommunication et en biologie. Nous retraçons, au travers de notre habilitation à diriger des recherches, nos travaux sur les approches multidisciplinaires permettant le développement de microsystèmes hyperfréquences communicants pour lesquels notre leitmotiv fut de tirer au mieux partie des potentialités des micro et nano-technologies. Des composants et circuits RF-MEMS (RadioFrequency MicroElectroMechanical Systems), à l'intégration des nanotechnologies au sein de microsystèmes hyperfréquences, à la miniaturisation de fonctions passives ainsi qu'à leur co-intégration avec des circuits actifs au sein de microsystèmes. Nous présentons de plus notre projet de recherche visant à explorer l'alliance des microsystèmes hyperfréquences avec d'autres disciplines telles que la fluidique et la biologie pour de nouvelles fonctionnalités et applications. Nous tenterons de répondre aux questions scientifiques : "comment les microsystèmes hyperfréquences peuvent aller au delà des fonctionnalités et applications traditionnelles, quelles sont les opportunités ainsi ouvertes ?"
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Ouagague, Badreddine. "Etude théorique et expérimentale des métamatériaux et des techniques d'agilité (MEMS, BST) pour la conception des circuits RF miniatures et reconfigurables." Phd thesis, Université Paul Sabatier - Toulouse III, 2014. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-01071682.
Full textAbstract:
Actuellement, les applications sans fils connaissent une croissance importante. La multiplication de leurs standards (LTE, 3G, Wifi, Bluetooth, GPS) incite les chercheurs à réduire d'avantage l'encombrement, la consommation d'énergie et les coûts. Notre travail présente une exploration théorique et expérimentale des techniques qui permettent d'atteindre cet objectif : les métamatériaux permettent la miniaturisation des circuits et les MEMS RF ou les matériaux ferroélectriques permettent leur accordabilité en fréquence. Après un rappel théorique des métamatériaux, nous avons étudié expérimentalement des structures planaires en PCB pour mettre en évidence les propriétés du diagramme de dispersion. Nous avons ensuite conçu un filtre passe-bande destiné à une application spatiale, l'utilisation des métamatériaux a permis de réduire son encombrement d'environ 90% par rapport à un filtre classique à stub quart d'onde. En utilisant la technologie silicium, nous nous sommes ensuite intéressés à l'optimisation d'une cellule CRLH pour augmenter son degré de liberté en ajoutant un stub capacitif. Ce travail est complété par l'introduction des MEMS pour apporter une agilité à la structure. Les résultats expérimentaux ont permis d'exhiber une accordabilité d'environ 80%. Dans le même sens, le BST (matériau ferroélectrique) a été exploré, des circuits de test ont été réalisés pour extraire ses caractéristiques. Les travaux expérimentaux ont exhibé des accordabilités allant jusqu'à 67%. Cette étude a été complétée par la réalisation de structures métamatériaux accordables.
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Pacchini, Sebastien. "Etude des potentialités des nanotubes de carbone dans le domaine hyperfréquence : Application à l'élaboration de matériaux nanocomposites et contribution à la miniaturisation de composants électromécaniques (NEMS)." Phd thesis, Université Paul Sabatier - Toulouse III, 2008. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00366700.
Full textAbstract:
La découverte des nanotubes de carbone (NTCs) par S.Iijima en 1990 a permis d'explorer un nouveau monde à l'échelle nanométrique. Les études sur la synthèse des NTCs durant le début de cette décennie ont apporté une reproductibilité des formes allotropiques de carbone. Les propriétés mécaniques et électriques exceptionnelles des NTCs ont éveillé l'esprit des scientifiques afin de concevoir des systèmes touchant le domaine de la nanotechnologie. Dans ce contexte, mes travaux de recherches ont visé à étudier les potentialités des nanotubes de carbone dans le domaine des hyperfréquences. Deux types d'applications peuvent être distinguées : l'élaboration de matériau nano-composite mais aussi la miniaturisation des composants électromécaniques (NEMS). L'application la plus immédiate des NTCs consiste à les utiliser comme additif dans des polymères, thermoplastiques, thermodurcissables ou élastomères, afin d'en modifier les propriétés. L'utilisation des matériaux composites à base de nanotubes de carbone apparaît comme une voie prometteuse dans le domaine des nanotechnologies grâce à leurs propriétés structurales et électroniques très particulières. Pour élargir le domaine d'application des NTCs, nous avons étudié un nouveau matériau composite à base d'un polymère (BenzoCycloButène BCB'') et de nanotubes de carbone double parois (DNTCs) pour une utilisation aux fréquences micro-ondes. Nous rapportons ici une étude des propriétés micro-ondes de composites BCB/DNTCs en fonction de la concentration massique de nanotubes. Nous présentons, dans un premier temps, les méthodes d'homogénéisation et de fabrication du composite, puis nous traitons l'élaboration de structures de test adaptées à des mesures µondes et millimétriques. Après caractérisation, nous donnons le comportement spectral et la modélisation pour les pertes linéiques ainsi que e* (permittivité effective complexe). Cette étude a permis de montrer qu'il est possible de configurer les performances électriques d'un matériau composite en fonction du % de NTCs incorporés. Ceci peut permettre de réaliser des matériaux absorbants d'ondes électromagnétiques pour la microélectronique. Une autre possibilité d'utilisation est d'exploiter les propriétés physiques ainsi que dimensionnelles des NTCs pour étendre le concept de composants passifs reconfigurables et micrométriques (MEMS) à l'échelle nanométrique avec l'élaboration de Système Nano-Electro- Mécaniques (NEMS). Leurs dimensions nanométriques permettraient de concevoir de futurs dispositifs électroniques fortement miniaturisés. Nous nous sommes donc intéressés au développement d'une filière technologique d'interconnexions pour réaliser une capacité variable dont la partie mobile est réalisée à l'aide de NTCs. Plusieurs voies ont été étudiées. Une 1ère comporte la croissance localisée des NTCs, réalisée à 600°C minimum par le LPICM. Cette température a impliqué de nombreux choix quant à la filière d'interconnexions (procédés chauds-froids suivant le positionnement de l'étape de croissance des NTCs) et d'études de compatibilité thermique. Une seconde voie est basée sur l'emploie de film mince de NTCs dispersés aléatoirement.- Au final, cette étude représente une grande avancée vers l'élaboration de NEMS RF à base de NTCs.
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Natarajan, Vishwanath. "Self-healing RF SoCs: low cost built-in test and control driven simultaneous tuning of multiple performance metrics." Diss., Georgia Institute of Technology, 2010. http://hdl.handle.net/1853/37165.
Full textAbstract:
The advent of deep submicron technology coupled with ever increasing demands from the customer for more functionality on a compact silicon real estate has led to a proliferation of highly complex integrated RF system-on-chip (SoC) and system-on-insulator (SoI) solutions. The use of scaled CMOS technologies for high frequency wireless applications is posing daunting technological challenges both in design and manufacturing test.
To ensure market success, manufacturers need to ensure the quality of these advanced RF devices by subjecting them to a conventional set of production test routines that are both time consuming and expensive. Typically the devices are tested for parametric specifications such as gain, linearity metrics, quadrature mismatches, phase noise, noise figure (NF) and end-to-end system level specifications such as EVM (error vector magnitude), BER (bit-error-rate) etc. Due to the reduced visibility imposed by high levels of integration, testing for parametric specifications are becoming more and more complex.
To offset the yield loss resulting from process variability effects and reliability issues in RF circuits, the use of self-healing/self-tuning mechanisms will be imperative. Such self-healing is typically implemented as a test/self-test and self-tune procedure and is applied post-manufacture. To enable this, simple test routines that can accurately diagnose complex performance parameters of the RF circuits need to be developed first. After diagnosing the performance of a complex RF system appropriate compensation techniques need to be developed to increase or restore the system performance. Moreover, the test, diagnosis and compensation approach should be low-cost with minimal hardware and software overhead to ensure that the final product is economically viable for the manufacturer.
The main components of the thesis are as follows:
1) Low-cost specification testing of advanced radio frequency front-ends:
Methodologies are developed to address the issue of test cost and test time associated with conventional production testing of advanced RF front-ends. The developed methodologies are amenable for performing self healing of RF SoCs. Test generation algorithms are developed to perform alternate test stimulus generation that includes the artifacts of test signal path such as response capture accuracy, load-board DfT etc. A novel cross loop-back methodology is developed to perform low cost system level specification testing of multi-band RF transceivers. A novel low-cost EVM testing approach is developed for production testing of wireless 802.11 OFDM front-ends. A signal transformation based model extraction technique is developed to compute multiple RF system level specifications of wireless front-ends from a single data capture. The developed techniques are low-cost and facilitate a reduction in the overall contribution of test cost towards the manufacturing cost of advanced wireless products.
2)Analog tuning methodologies for compensating wireless RF front ends:
Methodologies for performing low-cost self tuning of multiple impairments of wireless RF devices are developed. This research considers for the first time, multiple analog tuning parameters of a complete RF transceiver system (transmitter and receiver) for tuning purposes. The developed techniques are demonstrated on hardware components and behavioral models to improve the overall yield of integrated RF SoCs.
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Bouhana, Emmanuel. "Analyse du comportement petit signal du transistor MOS : contribution à une nouvelle approche d'extraction et de modélisation pour des applications RF." Phd thesis, Université des Sciences et Technologie de Lille - Lille I, 2007. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00333413.
Full textAbstract:
L'explosion des moyens de communication sans fil durant les quinze dernières années, ainsi que les services nécessitant des communications à haut débit ont conduit l'industrie du semiconducteur à s'intéresser de plus en plus au circuit intégré pour des applications analogiques radio-fréquences. Les dispositifs réalisés en technologie CMOS présentent aujourd'hui des performances les rendant intéressants pour la conception de circuits RF. Or, la plupart des modèles disponibles actuellement ne sont pas adaptés aux besoins des applications RF, et ne peuvent donc pas être utilisés tels quels pour la conception de tels circuits. Afin d'améliorer la connaissance et la modélisation du MOSFET pour ce type d'applications, nous avons développé, au cours de ces travaux de thèse, de nouvelles méthodes d'analyse de la partie extrinsèque du transistor MOS, basées sur la mesure de paramètres S, et sur une connaissance approfondie de la théorie du MOSFET et de sa technologie. Ces méthodes consistent à isoler les éléments extrinsèques pour les étudier et connaître leurs effets. Elles permettent une extraction et une modélisation rigoureuses de composantes telles que la résistance de grille ou le réseau substrat, dont l'influence au premier ordre sur le comportement RF du transistor a été mise en évidence. Elles ont également conduit à montrer l'existence d'effets haute fréquence de second ordre induits par ces éléments parasites du dispositif, et montrent l'évolution grandissante de leur impact, au fil des générations technologiques, sur les performances RF du composant.
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Ghannam, Ayad. "Conception et intégration "above IC" d'inductances à fort coefficient de surtension pour applications de puissance RF." Phd thesis, Université Paul Sabatier - Toulouse III, 2010. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00621125.
Full textAbstract:
De tous les circuits qui constituent un système radiofréquence complet, la partie radiofréquence apparaît comme un maillon délicat du système. Parmi les nombreuses fonctions radiofréquences, l'amplificateur de puissance (PA) représente un bloc particulièrement critique de la chaîne d'émission, du fait de sa consommation élevée et des forts niveaux des signaux qu'il doit gérer. Il résulte de ces contraintes que les techniques d'intégration utilisées sont généralement complexes et onéreuses, particulièrement pour la réalisation des éléments inductifs des réseaux de pré-adaptation des transistors de puissance, à partir de fils micro-soudés. Les travaux décrits dans ce manuscrit visent ainsi le développement d'une technologie permettant l'intégration faible coût d'inductances planaires de puissance en mesure de remplacer les fils micro-soudés. Ces travaux ont été réalisés en collaboration avec la société Freescale. Les démonstrateurs présentés mettent donc en œuvre la filière LDMOS sur substrat silicium faiblement résistif. Le mémoire est articulé autour de quatre chapitres. Le premier présente un état de l'art de l'intégration des amplificateurs de puissance RF à partir duquel nous définissons la problématique de cette intégration. Dans le deuxième chapitre, nous traitons des différents mécanismes de pertes présents dans les inductances planaires sur silicium ainsi que de leurs origines. Puis, nous posons les bases de leur modélisation électrique et des simulations électromagnétiques 3D qui seront conduites pour leur optimisation. Le troisième chapitre est ensuite consacré à la description et à l'optimisation de la technologie mise en place au sein du LAAS. Elle met en œuvre, sur un plan métallique qui écrante le silicium sur lequel sont intégrés les transistors, une couche de 65 µm de résine époxy SU8 sur laquelle est implémenté un niveau métallique en cuivre de 35 µm d'épaisseur. Des trous métallisés sont aussi réalisés à travers le niveau SU8 pour les contacts élec triques entre les transistors et le niveau Cu supérieur. Enfin, le quatrième et dernier chapitre traite des caractérisations expérimentales des inductances de test réalisées ainsi que des démonstrateurs intégrant ces inductances directement sur la puce de puissance LDMOS. Dans ce dernier cas, des mesures en forts signaux sont aussi présentées. L'intégration "Above-IC" d'un réseau d'inductances parallèles présentant une valeur finale de 0.2nH pour un facteur de qualité de 40 à 2 GHz et de 58 à 5 Ghz, tout en supportant une densité de courant de 1A/mm², permet d'aboutir à une valeur du rendement de 60% pour un amplificateur RF LDMOS de puissance 50W.
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Bordas, Chloe. "Optimisation technologique de commutateurs MEMS RF à tenue en puissance améliorée - Application à l'élaboration d'un synthétiseur d'impédance MEMS en bande K." Phd thesis, Université Paul Sabatier - Toulouse III, 2008. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00265347.
Full textAbstract:
Les commutateurs capacitifs MEMS (MicroElectroMechanical System) RF présentent un intérêt maintenant bien connu dans le domaine des micro-ondes pour satisfaire de nombreuses applications (spatiales, automobiles, téléphonie mobile). Ils permettent de rendre reconfigurable les modules hautes fréquences sans tous les inconvénients des composants actifs (fortes pertes, isolation limitée, bruit ...). Cependant, beaucoup de problèmes restent irrésolus comme la fiabilité des diélectriques, la tenue en puissance et le rendement de fabrication. De ce fait, ils ralentissent l'industrialisation de tels composants. De fortes connaissances dans les domaines multi-physiques (micro-onde, mécanique, thermique, procédé) sont essentielles afin d'améliorer les commutateurs MEMS RF capacitifs. Des efforts ont déjà été réalisés au niveau de la topologie, de la fiabilité des diélectriques et du procédé technologique. Ce dernier n'est pas encore assez optimisé pour obtenir des structures fonctionnelles avec de meilleures performances et reproductibilité. Le sujet principal de ce travail de thèse traite de l'optimisation du procédé de fabrication des commutateurs RF capacitifs à tenue en puissance améliorée et également de leur intégration dans un synthétiseur d'impédances pour des applications en bande K. La première partie montre le procédé classique de fabrication et ses principales améliorations. Des études sur la couche sacrificielle et sur la méthode de libération ont permis d'augmenter les performances RF et le rendement technologique. De plus, de nouveaux diélectriques (fluorure de strontium et nitrure de silicium dopé par des nanotubes de carbone) ont été testés dans le but d'accroître la durée de vie des commutateurs. La relation entre la puissance appliquée et la température qu'elle génère est décrite dans le second chapitre. Des caractérisations ont été réalisées pour comprendre les comportements mécaniques sous stress, qui peut être notamment provoqué par des mesures de puissance ou par un environnement hostile. Grâce à une caméra infrarouge (IR), l'échauffement dû à la puissance a été déterminé. Des solutions ont été trouvées et étudiées pour absorber ou prévenir les déformations sous un stress thermique. Finalement, toutes ces optimisations et ces études ont été appliquées à un circuit de puissance : un tuner d'impédance, qui est composé de six commutateurs. Sa topologie, sa fabrication et ses caractérisations constitue le troisième et dernier chapitre.
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Vincenzi, Giancarlo. "Graphene: FET and Metal Contact Modeling. Graphène : modélisation du FET et du contact métallique." Phd thesis, Toulouse 3, 2014. http://thesesups.ups-tlse.fr/2345/.
Full textAbstract:
Neuf ans sont passés depuis la découverte du graphène, tous très dense de travaux de recherche et publications que, petit à petit, ont mieux illuminé les propriétés de ce matériau extraordinaire. Avec une meilleure compréhension de ses meilleures qualités, une idée plus précise des applications que mieux pourront profiter de son use a été défini. Dispositifs à haute fréquence, comme mélangeurs et amplificateurs de puissance, et l'électronique Flexible et Transparent sont les domaines les plus prometteurs. Dans ces domaines une grande attention est dévouée à deux sujets : la réduction des dimensions des transistors à base de graphène, pour réduire le temps de propagation des porteurs de charge et atteindre des pourcentages de transport balistique toujours plus élevés ; et l'optimisation des parasites de contact. Tout les deux sont très bénéfiques pou la maximisation des figures de mérite du dispositif. En cette thèse, deux modèles ont été développés pour aborder ces sujets : le premier est dédié aux transistors quasi-balistiques de graphène de grande surface comme aussi aux transistors graphène nano-ruban. Ceci démontre la corrélation entre le transport balistique et diffusive et la longueur du dispositif, et extrait les courants DC grand signal et les transconductances. Le second reproduit la conduction à haute fréquence à travers le graphène et son impédance parasite de contact. Le dernier modèle a aussi motivé la conception et fabrication d'un test bed RF sur une technologie dédié sur plastique, fait qui permet la caractérisation RF de l'impédance de contact et de l'impédance spécifique d'interface avec du graphène monocouche accru par CVDNine years have passed since the discovery of graphene, all of them dense of research works and publications that, piece by piece, shed more light on the properties of this extraordinary material. With more understanding of its best qualities, a more precise prospect of the applications that would better profit from its use has been defined. High Frequency devices, like mixers and power amplifiers, and Flexible and Transparent electronics are the most promising fields. In those fields great attention is devoted to two subjects: the downscaling of the dimensions of the graphene transistor, in order to reduce the carriers travel time and attain increasingly larger fractions of ballistic electronic transport; and the optimization of the contact parasitics. Both are highly beneficial to the maximization of the device's RF Figures Of Merit. In this thesis, Two models have been developed to address such topics: the first served both the quasi-ballistic large-area graphene and graphene nanoribbon transistors. It demonstrated the correlation between ballistic and diffusive electron transport and de-vice length, and extracted the large signal DC currents and transconductances. The second reproduced the high-frequency conduction through graphene and its contact parasitics. The latter also motivated the development and fabrication of a RF test bed on a dedicated plastic technology, enabling the RF characterization of the contact impedance and of the specific interfacial impedance of monolayer CVD graphene
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Ducarouge, Benoit. "Conception et caractérisation de micro-commutateurs électromécaniques hyperfréquences de puissance : application à un circuit de commutation d'émission/réception large bande." Phd thesis, Université Paul Sabatier - Toulouse III, 2005. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00011513.
Full textAbstract:
L'introduction des technologies MEMS ("Micro Electro Mechanical Systems") dans les modules hyperfréquences répond au besoin croissant en systèmes de communications intégrables, reconfigurables et présentant d'excellentes performances électriques jusqu'aux fréquences millimétriques. Le développement de nouvelles architectures intelligentes jusque là inaccessibles aux technologies traditionnelles est également envisageable grâce à ces composants. Cela dit, la conception multi-physique de ces circuits alliant des aspects électrostatiques, mécaniques et électromagnétiques reste difficile à mettre en Suvre et complique leur optimisation. De plus, peu de recherches se sont focalisées sur la tenue en puissance de ces composants, pourtant primordiale pour envisager leur intégration dans des chaînes d'émission radio fréquences. Nos travaux de thèse ont porté sur la conception et la caractérisation de micro-interrupteurs MEMS de puissance et de circuits hyperfréquences les intégrant et opérant en bande X (10GHz). Le premier chapitre présente une méthodologie multi-physique de conception de commutateurs MEMS RF électrostatiques à contact capacitif réalisés au Laboratoire d'Analyse et d'Architecture des Systèmes. Cette méthodologie, associée à une topologie optimale de micro-commutateurs, a permis un prototypage efficace de commutateurs MEMS et a été validée expérimentalement grâce à des structures montrant d'excellentes performances hyperfréquences. Le second chapitre s'intéresse à l'optimisation en puissance de commutateurs MEMS RF. Nous avons développé une méthodologie de prédiction de la puissance maximale de fonctionnement pour ces composants. Cette méthodologie a été ensuite utilisée pour loptimisation en puissance du commutateur développé dans le chapitre 1. Un dimensionnement ainsi que lensemble des résultats de simulations sont présentés et validés expérimentalement. Enfin le dernier chapitre présente la mise en application des méthodologies décrites aux deux premi ers chapitres pour la conception d'un circuit de commutation de puissance large bande 6-18 GHz basé sur des topologies série et parallèle d'interrupteurs MEMS. Les structures ont ainsi été optimisées, fabriquées et mesurées. Elles présentent dexcellentes performances RF sur une large gamme de fréquence.
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Bon, Olivier. "Conception de transistors haute tension complémentaires en technologie 65nm sur substrat silicium sur isolant fin pour applications RF et conversion de puissance." Phd thesis, Université Paul Sabatier - Toulouse III, 2008. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00392481.
Full textAbstract:
Le marché croissant des télécommunications est demandeur de circuits à la fois très performants (vitesse de commutation, haut débit, etc.) mais aussi à faible consommation, surtout dans le cas de systèmes portables. Le SOI-CMOS a déjà démontré son potentiel pour réduire la consommation à même vitesse de commutation par rapport au CMOS sur matériau silicium massif, à condition que le film de SOI soit suffisamment mince (inférieur ou égal à la profondeur de jonction source/drain). Plus récemment, la caractérisation de fonctions RF dans ce type de technologie a montré que le SOI pouvait être un bon candidat pour mixer des fonctions RF et digitales. Cependant, ce type d'intégrations dites « System On Chip » ne peut être complet sans une intégration des fonctions de puissances associées. La faisabilité d'intégrer en technologie CMOS sur SOI mince (< 0.1¼m) des composants haute tension (BVds de l'ordre de 15V) de type LDMOS, leur conception et les performances sont étudiées dans cette thèse. Dans un premier temps, les différentes technologies de puissance sur silicium sont présentées, en particulier les différentes applications visées, les types de composants existants et enfin le problème central de l'introduction d'une haute tension dans un circuit : l'isolation entre blocs. Ensuite, en plus des avantages que présente une technologie SOI, l'intérêt du SOI pour des applications de puissance est démontrée. Dans les deux dernières parties, la conception des transistors haute tension sur SOI fin est expliquée. Les aspects de caractérisations statiques et dynamiques, de fiabilité, de comportement thermique et énergétique sont abordés ; ce qui permet de conclure qu'une telle solution technologique est tout à fait industrialisable et permet d'atteindre l'état de l'art actuel.
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Grenier, Katia. "Les micro-nanotechnologies pour les systèmes hyperfréquences: au-delà des conventions." Habilitation à diriger des recherches, Université Paul Sabatier - Toulouse III, 2010. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00627334.
Full textAbstract:
L'évolution de notre société est spectaculaire. Les nouvelles technologies apportent sans cesse des bouleversements dans nos vies, dont nous n'avons d'ailleurs pas toujours conscience tellement ces changements sont rapides et naturels. Qui aujourd'hui ne possède pas un téléphone portable extra miniature, possédant de multiples fonctionnalités intégrées: appareil photo, boussole, loupe...? Qui n'a pas entendu parlé des progrès phénoménaux réalisés en médecine avec, par exemple, la technique d'Imagerie par Résonance Magnétique (IRM) ou encore l'utilisation par les chirurgiens d'outils extrêmement précis, assistés par ordinateur? Parmi ce contexte très général de révolutions technologiques, ma simple contribution se situe dans le développement de microsystèmes hyperfréquences, que ce soit : pour les communications et transfert d'informations avec des modules toujours plus performants et agiles (multifonctionnalité), et plus récemment pour les domaines de la biologie et du médical avec le développement de systèmes d'analyse par ondes électromagnétiques hautes fréquences. La démarche scientifique adoptée vise à établir, grâce aux microtechnologies, de nouvelles perspectives d'exploitation des microsystèmes hyperfréquences, au-delà des technologies conventionnelles. Ceci commence par l'élaboration de circuits passifs à fort coefficient de qualité, leur intégration tridimensionnelle vers toujours plus de miniaturisation et fréquences de fonctionnement plus élevées, l'évaluation de matériaux inédits (notamment à base de nanotubes de carbone) qui apportent de nouvelles possibilités aux concepteurs HF, de concepts innovants de composants à forte reconfigurabilité, que ce soit par une approche mécanique avec les MEMS RF, ou encore avec des liquides, jusque de nouvelles applications pour les domaines de la biologie et du médical, l'environnement et même l'agro-alimentaire.
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Mina, Rayan. "Etude des architectures échantillonnées de réception radio en technologies CMOS submicroniques avancées." Phd thesis, Télécom ParisTech, 2008. http://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00005928.
Full textAbstract:
Avec l'arrivée des systèmes radio mobiles de troisième et de quatrième génération, les standards de communications ont tendance à occuper plus de bande pour pouvoir assurer des services de voix, de données et de multimédia. En parallèle, le terminal mobile doit être reconfigurable pour couvrir à la fois le service cellulaire et la connectivité de données. Dans ce contexte, la tendance est d'intégrer les fonctions radio et bandes de base sur le même substrat en utilisant la technologie CMOS afin de réduire la surface, le coût de fabrication et la consommation des terminaux sans fils. Récemment, de nouvelles architectures de réception radio dites " échantillonnées " sont apparues (TexasInstruments, STMicroelectronics, UCLA). Dans ce cas, l'échantillonnage est fait directement sur le signal RF et la majorité du traitement de signal se fait en temps-discret par des capacités commutées. L'évolution de la technologie CMOS et la miniaturisation des transistors rendent la conception analogique de plus en plus difficile (capacités parasites, bruit, linéarité, etc.). De nouveaux effets parasites apparaissent comme la fuite de grille qui inquiète désormais les technologues et les concepteurs de circuits. D'un autre côté, des contraintes de dynamique surgissent avec la diminution des tensions d'alimentation et le bruit des circuits numériques de plus en plus denses augmente considérablement. Le but de ce travail de thèse est de répondre à la question de la portabilité de la solution échantillonnée, en étudiant l'impact des différents effets parasites cités précédemment sur les performances radio de la solution. Ainsi, les critères de portabilité qui sont considérés sont la reconfigurabilité, l'immunité aux effets parasites, l'adaptation à la baisse des tensions d'alimentation, la surface, la consommation et la facilité de conception. Ce travail de thèse a été basé sur des études théoriques et sur des simulations d'une solution échantillonnée de réception radio. Afin d'affronter réellement les problématiques de portabilité, un portage d'une chaîne de réception échantillonnée Wi-Fi/WiMAX de CMOS 65nm à 45nm a été réalisé. Les résultats de mesures obtenus sur ce circuit donnent une grande confiance vis-à-vis des performances radio de la solution échantillonnée et constituent un premier élément de réponse concret à la question de portabilité étudiée.
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Zahwe, Oussama. "Conception et Réalisation d'un Circulateur Coplanaire à Couche Magnétique de YIG en Bande X pour des Applications en Télécommunications." Phd thesis, Université Jean Monnet - Saint-Etienne, 2009. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00419725.
Full textAbstract:
Dans le domaine des hyperfréquences, les composants passifs actuellement commercialisés, de type circulateurs ou isolateurs, sont fabriqués de façon unitaire à partir des substrats de ferrite et avec des structures microruban ou triplaque. La miniaturisation et l'intégration des ces circulateurs nécessitent de disposer d'une couche mince magnétique qui possède des propriétés magnétiques proche des matériaux massifs. Ce travail s'intéresse donc à deux points particuliers pour la réalisation du circulateur : miniaturisation et fabrication collective. Les travaux relatés dans ce manuscrit ont pour objectif la conception et la réalisation d'un circulateur coplanaire à couche magnétique de YIG en bande X pour des applications en télécommunications. L'étude présentée débute la mise en place d'un processus de dimensionnement. A partir des travaux de Bosma, les règles de design sont mises en place de façon analytique pour un circulateur triplaque. Après avoir affiné les dimensions de façon numérique, les résultats sont transposés à la structure coplanaire et optimisés à l'aide d'un simulateur électromagnétique. Plusieurs structures de circulateur en couche mince et couche massive sont utilisées. Les épaisseurs vont de 16 à 1000 µm. Plusieurs séries de prototypes sont fabriquées puis caractérisées à partir d'un banc de mesure hyperfréquence composé d'un testeur sous pointes à trois accès et d'un analyseur vectoriel de réseaux. Les résultats expérimentaux de différents prototypes de différentes épaisseurs sont présentés tout en dressant une comparaison avec les rétro-simulations en 3D. Une réflexion sur les résultats généraux est réalisée et nous proposons des pistes pour l'amélioration des performances de nos prototypes.
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Karaoui, Walid. "Circuits de protection et de linéarisation à très basse consommation pour amplificateurs de puissance RF monolithiques à fort rendement et haute linéarité." Phd thesis, Université Paul Sabatier - Toulouse III, 2007. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00195582.
Full textAbstract:
Les travaux développés ici traitent de la mise en Suvre de techniques de protection et de linéarisation permettant aux modules d'amplification de puissance de répondre à toutes les contraintes de la téléphonie mobile que sont la robustesse, la linéarité, une très faible consommation, la miniaturisation et le coût. Dans une première partie, nous traitons de l'amélioration de la robustesse des amplificateurs de puissance RF vis-à-vis des désadaptations d'impédance induites par les variations d'environnement de l'antenne du téléphone portable. L'analyse des mécanismes de défaillance, des transistors HBT GaAs et HBT SiGe, nous mène à conclure à la nécessaire limitation du courant de l'étage final. Nous avons alors conçu un circuit de protection original, basé sur la détection précise du courant collecteur des transistors de puissance. De très faibles dimensions et monolithiquement intégrable, ce circuit n'altère ni la puissance de sortie, ni le rendement en puissance ajoutée lorsque l'amplificateur est nominalement chargé sur 50 Ohms. Un amplificateur de puissance RF intégrant ce dispositif a supporté tous les tests de robustesse jusqu'à des valeurs de VSWR supérieures à dix et pour des tensions de batterie supérieures à cinq volts. La simplicité et l'efficacité du circuit de détection de courant nous a conduit, dans un second temps, à envisager la conception d'un circuit de linéarisation monolithiquement intégrable sur un amplificateur de puissance RF, pour les standards EDGE et WCDMA. Le principe de linéarisation par injection d'enveloppe a alors été mis en Suvre grâce à une nouvelle topologie pour la détection de l'enveloppe du signal modulé. En raison de la très faible consommation en courant du dispositif innovant de linéarisation, il devient possible de s'affranchir du compromis linéarité/rendement en puissance ajoutée, intervenant généralement. Ce dispositif a été implémenté sur un amplificateur de puissance en technologie HBT SiGe. La Linéarité de l'amplificate ur a ainsi été améliorée de 12 dB à la puissance de sortie nominale, tout en maintenant constant le rendement en puissance ajoutée de l'amplificateur, même pour les faibles puissances de sortie (low power mode).
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Tahir, Farooq Ahmad. "Electromagnetic Modeling of Reflectarrays using Scale Changing." Thesis, Toulouse, INPT, 2011. http://www.theses.fr/2011INPT0069/document.
Full textAbstract:
De nos jours, les antennes sont de plus en plus complexes en raison notamment de la nécessité de réaliser une reconfigurabilité en fréquence et/ou en diagramme. Les réseaux réflecteurs et les surfaces sélectives en fréquence sont des candidats particulièrement intéressants pour couvrir les besoins actuels. Cependant, en raison de leur grande taille et de la complexité géométrique croissante de leurs cellules élémentaires, l‘analyse électromagnétique complète de ces structures rayonnantes nécessite énormément de ressources informatiques (mémoire) et exige des temps de calcul prohibitifs, notamment lorsque des éléments de commande tels que des MEMS-RF sont intégrés au sein des cellules. Les techniques numériques classiques basées sur un maillage (spatial ou spectral) systématique ne parviennent pas à simuler de manière efficace de telles structures multi-échelles et nécessitent souvent des ressources informatiques difficiles d’accès pour le concepteur d'antennes. Une technique originale baptisée « Scale Changing Technique (SCT) » tente de résoudre ce problème en segmentant le réseau en de multiples domaines imbriqués les uns dans les autres et présentant divers niveaux d'échelle. Le multi-pôle par changement d’échelle, appelé « Scale Changing Network (SCN) », modélise le couplage électromagnétique entre deux niveaux d’échelle successifs. Ce multi-pôle peut être calculé en résolvant les équations de Maxwell à partir d’une Formulation par Equations Intégrales. La mise en cascade des multi-pôles par changement d’échelle permet alors le calcul de la matrice impédance (ou admittance) de surface du réseau complet. Cette matrice peut à son tour être utilisée pour simuler la diffusion électromagnétique d’une onde incidente par le réseau. Le calcul des différents multi-pôles par changement d’échelle peut être effectué séparément de sorte que le temps de simulation du réseau complet peut être considérablement réduit en parallélisant le calcul. Par ailleurs, la modification de la géométrie de la structure à une échelle donnée, lors de la phase de conception, nécessite seulement le calcul de deux multi-pôles par changement d’échelle et ne requiert pas une nouvelle simulation de toute la structure. Cette caractéristique fait de la SCT un outil de conception modulaire. Dans le cadre de cette thèse, la SCT a permis de tenir compte de la taille finie des réseaux et de modéliser efficacement les couplages électromagnétiques entre les cellules élémentaires. Des réseaux réflecteurs uniformes et non uniformes ont été simulés par la SCT et les performances numériques de la méthode ont été analyséesFuture antenna architectures especially for space applications are becoming more and more complex due to the need of reconfigurability. This reconfigurability is needed in terms of frequency, reliability, radiation pattern and power consumption. In this context, reflectarrays and frequency selective surfaces (FSSs) are particularly the hottest domains of RF design. The accurate analysis of electromagnetic (EM) scattering from such type of complex finite-sized reflectarray antenna structures is of great practical interest. However due to their large electrical size and complex cellular patterns specially when tuning elements such as RF-MEMS are also integrated within the array elements, conventional full-wave EM analysis of such multiscale structures either fail or require enormous amount of computational resources to resolve prohibitively large number of unknowns. Moreover the characterization of large structures would normally require a second step for optimization and fine-tuning of several design parameters, as the initial design procedure assumes several approximations. Therefore a full-wave analysis of the initial design of complete structure is necessary prior to fabrication to ensure that the performance conforms to the design requirements. A modular analysis technique which is capable of incorporating geometrical changes at individual cell-level without the need to rerun the entire simulation is extremely desirable at this stage. An indigenous technique called Scale Changing Technique (SCT) addresses this problem by partitioning the cellular reflectarray geometry in numerous nested domains and subdomains defined at different scale-levels in the array plane. Multi-modal networks, called Scale Changing Networks (SCNs), are then computed to model the electromagnetic interactions between any two successive partitions by method of moments (MoM) based integral equation approach. The cascade of these networks allows the computation of the equivalent surface impedance matrix of the complete array which in turn is utilized to compute far-field radiation patterns. Full-wave analysis of both passive and active (electronically tunable by RF-MEMS) reflectarrays has successfully been performed by the SCT while utilizing very small amount of computational resources as compared to conventional full wave methods. Moreover, to speed up the SCT modeling of the reflectarrays, equivalent electrical circuit models have been extracted and applied for individual design and optimization of the reflectarray phase shifter elements
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Civet, Yoan. "Compensation de la fréquence des résonateurs MEMS pour des applications de référence temps." Phd thesis, Université de Grenoble, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00838019.
Full textAbstract:
A l'heure actuelle, les Micro-Electro-Mechanical-Systems (MEMS) sont devenusincontournables dans les produits technologiques quotidiens. De par leur taille,leurs performances et leur intégration, les microsystèmes résonants se sontinscrits dans la diversification de la fameuse Loi de Moore. Cependant les applications detype base de temps demeurent le segment de marché où les MEMS ne parviennent pas às'imposer durablement. En effet, grâce à une stabilité en fréquence de quelques parties parmillions, l'oscillateur à base de résonateur en Quartz reste le produit numéro 1 d'unmarché estimé à dix-sept milliards de dollars.Etant donné le lien entre la fréquence d'un résonateur silicium MEMS et ses dimensionsintrinsèques, les différentes étapes de fabrication induisent un décalage de cette fréquencepar rapport à la valeur visée. C'est donc cet écart que nous tenterons d'adresser. Dans cecontexte, nous avons proposé une nouvelle méthode de correction à l'échelle du substrat.Cette méthode consiste en une ultime étape technologique, après une première mesureélectrique des dispositifs qui permet de quantifier l'erreur, à ramener la fréquence à lavaleur souhaitée par un ajout localisé de matière. Nous montrerons qu'il est possible, enune seule étape, de réduire la Gaussienne représentative de la variation de la fréquence ausein du substrat à quelques parties par million. Pour cela, nous avons développé deuxmodèles physiques qui permettent de quantifier la correction pour atteindre les objectifs.En parallèle, nous avons mis en place un processus de fabrication compatible avec la filièreCMOS avec seulement dix-sept étapes et deux masques photolithographiques dont le pointde départ est un substrat de type SOI. Ce procédé a permis la fabrication de résonateur àmodes de flexion et ondes de volume, dont les performances intrinsèques (f et Q)permettent de concurrencer les résonateurs Quartz. Enfin, nous avons validé notre conceptet nos modèles physiques par des caractérisations électriques de nos dispositifs.L'analyse des résultats nous a permis de dresser une liste des pistes d'amélioration pourétablir une voie vers l'industrialisation durable des résonateurs MEMS. Dans un premiertemps, une attention toute particulière se portera sur le choix du substrat et la technologieutilisée pour garantir des performances optimales. La méthode de correction nécessite unemesure électrique intermédiaire, cette étape doit être précisée et il faudra s'assurer qu'ellen'augmente pas le coût global de la fonction. Bien que discutés, le packaging du MEMS etl'intégration seront des points à étudier, tout particulièrement pour conserver lesspécifications du résonateur lui-même.
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Desgreys, P. "INTERFACE ANALOGIQUE NUMÉRIQUE POUR LES TÉLÉCOMMUNICATIONS MODÉLISATIONS ET CONCEPTIONS FLEXIBLES." Habilitation à diriger des recherches, Université Pierre et Marie Curie - Paris VI, 2010. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00565342.
Full textAbstract:
Mes activités de recherche se situent à l'interface entre le développement des technologies et le traitement du signal, elles concernent la conception et l'intégration des systèmes analogiques et mixtes pour l'acquisition des signaux physiques et les premières étapes du traitement. Le domaine d'application des systèmes conçus est essentiellement les télécommunications. L'objectif général est de poursuivre l'augmentation des capacités des systèmes : une plus grande bande traitée avec une bonne résolution pour augmenter le débit des communications, en tirant profit de l'évolution des technologies CMOS avancées ou des technologies émergentes qui proposent un élément de traitement élémentaire toujours plus rapide. Les axes de recherche développés pour cet objectif portent sur l'innovation architecturale, au niveau système ou au niveau circuit, et la modélisation comportementale multi niveaux multi domaines pour gérer la conception et la simulation de systèmes électroniques de plus en plus complexes.
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Ricart, Thibault. "Etude de nano-systèmes électro-mécaniques (NEMS) à base de nanotubes de carbone pour applications hyperfréquences." Phd thesis, Université Paul Sabatier - Toulouse III, 2008. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00366679.
Full textAbstract:
Depuis la découverte des nanotubes de carbone en 1991 par Sumio Iijima et de leurs fascinantes caractéristiques électriques et mécaniques, de nombreuses études ont visé leurs utilisations dans toutes sortes d'applications et notamment en électronique. Ainsi, nous avons proposé d'axer nos travaux de recherche vers l'utilisation de nanotubes de carbone, de part leurs propriétés mécaniques et électriques exceptionnelles, pour la réalisation de fonctions électromécaniques pour des applications hyperfréquences (RF-NEMS). Une première partie de nos travaux a ainsi été dédiée à l'étude des propriétés des nanotubes de carbone et des architectures de composants pouvant potentiellement conduire à des composants RF-NEMS aux performances et fonctionnalités augmentées. La seconde partie de nos travaux a ainsi porté sur le développement de méthodes de modélisation et de protocoles de conception spécifiquement adaptés aux échelles et aux caractères multi physiques des composants. Un logiciel développé nous a ainsi permis de concevoir et de prédire les performances d'une capacité variable à base de nanotubes de carbone, dont nous avons démontré la viabilité contournant ainsi la forte résistance présenté par un nanotube unitaire, verrou actuel de cette technologie. Enfin, nous avons proposé les architectures de fonctions hyperfréquences plus complexes telle qu'un déphaseur accordable dont les performances, prédites par les outils que nous avons mis en place, démontrant l'attrait des nanotubes de carbone pour la réalisation de fonctions d'accord évoluées et performantes, avec un fort potentiel attendu au niveau de temps de réaction (se situant dans le domaine de la nanoseconde).
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Chebila, Franck. "Lecteur radar pour capteurs passifs à transduction radio fréquence." Phd thesis, Institut National Polytechnique de Toulouse - INPT, 2011. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00595578.
Full textAbstract:
Un nouvel axe de recherche sur les réseaux de capteurs a été initié au LAAS par la réalisation de nouveaux capteurs sans fil passifs utilisant une transduction électromagnétique dans la détection de pression et de gaz. Ces capteurs fortement intégrés ne nécessitent aucune alimentation embarquée et leur fréquence de fonctionnement se situe dans la bande de fréquence Ka (26 à 40 GHz). Cette thèse s'inscrit donc dans la conception et la réalisation d'un lecteur adapté à l'interrogation à distance de capteurs à transduction électromagnétique. Son principe de fonctionnement est basé sur une technologie radar de type FMCW. L'avantage principal de la lecture radar des données issues de ce type de capteurs passifs réside dans la possibilité d'avoir des portées de plusieurs dizaines de mètres, bien supérieures à celles classiquement obtenues dans les technologies SAW ou RFID. Dans une première étape est présenté le principe de fonctionnement du lecteur radar et la réalisation de deux prototypes centrés sur les fréquences de 3GHz et 30GHz. Une étude du spectre de la sortie radar, appelé signal de battement radar, est abordée afin de montrer comment les positions et les mesures des capteurs sont lues à distance par ce type de lecteur. Par la suite, un travail d'analyse de la communication sans fil permet de déterminer les paramètres de rétrodiffusion électromagnétique à prendre en compte, tels que les impédances et les fréquences de fonctionnement des capteurs. Ces paramètres sont la base d'une optimisation du système global en termes de sensibilité, de portée radar et des niveaux minimaux de Surface Equivalente Radar (SER) des cibles interrogées. La validation de cette analyse se borne à la mesure de la portée maximale associée à ce type de lecteur et aux différentes mesures de SER de plusieurs types de capteurs dans les bandes de fréquence de 3GHz et 30GHz. Deux principes d'identification de cellules passives sont ensuite présentés. Le premier est basé s ur l'utilisation des deux modes de rétrodiffusion de la SER d'un capteur (mode de structure et mode d'antenne) favorisant dans le même temps l'identification sur un mode et la mesure de la grandeur physique sur l'autre, a distance du lecteur. Le deuxième principe utilise le spectre d'un diffuseur multi-bande dont sa SER reconfigurable permet d'associer l'identification de chaque capteur dans un réseau, à la manière d'un code barre. En conclusion, les résultats obtenus dans cette étude valident le principe d'interrogation à longue distance de réseau de capteurs passifs et ouvrent de nouvelles perspectives sur la conception de nouvelles cellules de mesures pour de nouvelles applications dans les secteurs de l'aéronautique, du nucléaire, et de l'environnement.
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Davis, Mekita F. "RF/microwave integrated passives for system on package module development." Diss., Georgia Institute of Technology, 2003. http://hdl.handle.net/1853/15671.
Full text
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Peyrou, David. "Etude théorique et expérimentale des techniques d'assemblage et de mise en boitier pour l'intégration de microsystèmes radio-fréquences." Phd thesis, Université Paul Sabatier - Toulouse III, 2006. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00129546.
Full textAbstract:
La mise sur le marché de Micro Systèmes Electro Mécaniques Radio-Fréquences (MEMS RF) est freinée par leurs manques de maturités au niveau du flot de conception, de la mise en boîtier (packaging) et de la fiabilité. Dans ce contexte, nous mettons en évidence, une solution d'assemblage par report d'un capot avec un scellement en polymère adaptée aux micro-commutateurs RF. Afin de répondre aux enjeux de conception, nous avons identifié des besoins en terme de modélisation éléments finis (EF) multi-physique, permettant de générer des macro-modèles comportementaux. Ainsi, nous discutons des possibilités offertes par deux logiciels EF réellement multi-physique : ANSYS et COMSOL. Finalement, nous proposons une solution (boîtier micro-usiné en Foturan et scellement en polymère BCB) compatible avec les spécifications du cahier des charges. La fabrication et la caractérisation électrique d'un démonstrateur ont permis de valider cette technique simple de packaging quasi-hermétique.
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Thadesar, Paragkumar A. "Interposer platforms featuring polymer-enhanced through silicon vias for microelectronic systems." Diss., Georgia Institute of Technology, 2015. http://hdl.handle.net/1853/53572.
Full textAbstract:
Novel polymer-enhanced photodefined through-silicon via (TSV) and passive technologies have been demonstrated for silicon interposers to obtain compact heterogeneous computing and mixed-signal systems. These technologies include: (1) Polymer-clad TSVs with thick (~20 µm) liners to help reduce TSV losses and stress, and obtain optical TSVs in parallel for interposer-to-interposer long-distance communication; (2) Polymer-embedded vias with copper vias embedded in polymer wells to significantly reduce the TSV losses; (3) Coaxial vias in polymer wells to reduce the TSV losses with controlled impedance; (4) Antennas over polymer wells to attain a high radiation efficiency; and (5) High-Q inductors over polymer wells.
Cleanroom fabrication and characterization of the technologies have been demonstrated. For the fabricated polymer-clad TSVs, resistance and synchrotron x-ray diffraction (XRD) measurements have been demonstrated. High-frequency measurements up to 170 GHz and time-domain measurements up to 10 Gbps have been demonstrated for the fabricated polymer-embedded vias. For the fabricated coaxial vias and inductors, high-frequency measurements up to 50 GHz have been demonstrated. Lastly, for the fabricated antennas, measurements in the W-band have been demonstrated.
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Melle, Samuel. "Analyse et modélisation des phénomènes de chargement de diélectriques dans les MEMS RF : application à la fiabilité prédictive de micro-commutateurs électromécaniques micro-ondes." Phd thesis, Université Paul Sabatier - Toulouse III, 2005. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00011359.
Full textAbstract:
Ces dernières années ont vu l'émergence de nouveaux composants micro-ondes, les micro-commutateurs MEMS RF, possédant des performances très attrayantes pour de nombreux domaines d'application : spatial, automobile, téléphonie mobile& Cependant, une problématique majeure retarde actuellement leur industrialisation : leur fiabilité. Ce manuscrit de thèse a pour but principal de mettre en place les procédures d'investigation de la fiabilité des MEMS RF comprenant le développement des outils matériels et méthodologiques permettant d'analyser et de modéliser les phénomènes régissant la fiabilité de ces composants. Le premier chapitre effectue un état de l'art critique des bancs de tests et des résultats publiés par les laboratoires internationaux travaillant sur la fiabilité des MEMS RF. Le second chapitre détaille le banc de fiabilité développé dans le cadre de nos travaux. Nous présentons les différentes parties le constituant ainsi que les mesures des propriétés des MEMS RF qu'elles permettent d'effectuer en vue d'analyser leur fiabilité. Le troisième chapitre se focalise sur la méthodologie mise en place en vue d'étudier la fiabilité des micro-commutateurs capacitifs. Cette méthodologie est basée sur la détection et l'analyse des modes de défaillance d'une part et sur la modélisation du mécanisme de défaillance d'autre part. Nous proposons ainsi un modèle du chargement du diélectrique, principale cause de défaillance de ce type de composants, et introduisons un facteur de mérite de la fiabilité des MEMS RF permettant une évaluation comparative de leur durée de vie. Dans un quatrième chapitre, nous présentons les trois axes de recherche sur lesquels des études préliminaires ont été effectuées en vue d'améliorer la fiabilité des MEMS RF capacitifs : l'optimisation technologique, l'optimisation de la commande et l'optimisation de la topologie des micro-commutateurs
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Camus, Manuel. "Architecture de réception RF très faible coût et très faible puissance : application aux réseaux de capteurs et au standard ZigBee." Phd thesis, Université Paul Sabatier - Toulouse III, 2008. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00309926.
Full textAbstract:
Le travail présenté ici s'inscrit dans la perspective du développement de modules électroniques à très faible coût et à très faible consommation pour les réseaux de capteurs sans fils (WSN). Il traite de la conception et du test d'une chaîne de réception RF compatible avec la norme IEEE 802.15.4 pour la bande ISM 2.4GHz. L'interface RF objet de notre étude inclue toutes les fonctions depuis l'antenne jusqu'au 1er étage du filtre analogique en bande de base, à partir duquel le gain devient suffisant pour masquer le bruit introduit par le reste de la chaîne de réception. Ce mémoire articulé autour de quatre chapitres, décrit toutes les étapes depuis la définition des spécifications de la chaîne de réception jusqu'à la présentation de ses performances, en passant par l'étude de son architecture et la conception de ses différents étages. Suite à l'étude de l'impact des interféreurs IEEE 802.15.4 et IEEE 802.11b présents dans la bande ISM 2.4GHz, une architecture utilisant une fréquence intermédiaire de 6MHz a été retenue. En outre, pour pouvoir répondre aux spécifications fixées, cette architecture est composée de plusieurs étages innovants ou originaux tels qu'un balun intégré trois accès, un amplificateur faible bruit sans inductance, un mélangeur passif piloté par un signal local (OL) à très faible rapport cyclique ainsi qu'un filtre bande de base optimisé en bruit et en linéarité. Intégré dans une technologie CMOS 90nm, ce récepteur occupe une surface de 0.07mm², ou 0.23mm² en incluant le balun intégré, qui représente une réduction de 70% par rapport à l'état de l'art des puces compatibles avec le standard IEEE 802.15.4. En prenant en compte la consommation dynamique de toute la chaîne de mise en forme du signal OL, la tête de réception précédemment décrite consomme seulement 4mA sous une tension d'alimentation de 1.35V. Enfin, en incluant le balun intégré, le gain est de 35dBv/dBm, le facteur de bruit de 7.5dB, l'IIP3 de -10dBm et la réjection d'image supérie ure à 32dB. Ces performances placent ce récepteur parmi les récepteurs RF les plus performants pour cette application. Les nombreux principes mis en Suvre sont par ailleurs transposables à d'autres bandes de fréquences et à d'autres standards de communication.