applications des transistors a effet de champ en arseniure de
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APPLICATIONS DES TRANSISTORS A EFFET DE CHAMP EN ARSENIURE DE GALLIUM R.SOARES , J. GRAFFEUIL ET J.OBREGON RESUME Le transistor à effet de champ, à barrière Schottky, sur arséniure de gallium (MESFET GaAs), fonctionne efficacement dans la zone spectrale allant du gigahertz à la centaine de gigahertz. Les systèmes de communication, de détection, de contre-mesures... travaillant dans cette bande font de plus en plus appel à ce nouveau composant. Les qualités de l'arséniure de gallium et les structures adoptées pour la réalisation technologique de ce transistor conduisent à de nouveaux circuits monolithiques, permettant des progrès considérables vers des circuits intégrés fonctionnant à très grande vitesse. Des mises au point sur les différents circuits utilisant ce transistor, établies par des spécialistes universitaires et industriels constituent les différents chapitres de ce livre qui apporte ainsi un outil de travail solide dans un domaine en pleine évolution. S'adressant aussi bien aux praticiens désireux de préciser ou d'étendre leurs connaissances qu'aux étudiants en fin d'études qui veulent prendre contact avec les réalités de la technique, ce volume est un excellent exemple de ce que les électroniciens doivent faire pour la formation continue des électroniciens et pour aider les étudiants à devenir des électroniciens. TABLE DES MATIERES PREFACE 1 2 3. 4 5 VI Histoire et perspectives du MESFET GaAs 1 1.1 Composants microondes vers 1970 1.2 1976 : « La révolution MESFET » 1.3 Statut actuel des MESFET GaAs 1.4 L'avenir BIBLIOGRAPHIE 1 3 5 10 11 Le transistor à effet de champ et à barrière Schottky sur arséniure de gallium concepts de base et techniques de caractérisation 13 2.1 Introduction 2.2 Structure et techniques de réalisation 2.3 Principes de base régissant le fonctionnement du TEC 2.4 Modèle statique du MESFET 2.5 Modèle dynamique en régime de petits signaux 2.6 Techniques de caractérisation 2.7 Techniques de mesure des paramètres S 2.8 Propriétés du MESFET dans le domaine du bruit de fond BIBLIOGRAPHIE 13 16 20 32 40 52 58 73 79 Amplificateurs bas niveau à transistors à effet de champ 83 3.1 Introduction 3.2 Amplificateurs à transistors à effet de champ, bas niveau, à large bande passante 3.3 Amplificateurs à MESFET faible bruit BIBLIOGRAPHIE 83 84 126 148 Amplificateurs MESFET GaAs de puissance 152 4.1 Introduction 4.2 Propriétés du composant 4.3 Caractérisation et modélisation à grand signal 4.4 Amplificateurs de puissance BIBLIOGRAPHIE 152 153 160 172 197 Les distorsions dans les amplificateurs GaAs MESFET 199 5.1 5.2 199 201 Introduction Distorsions linéaires 5.2 Distorsions linéaires 5.3 Produits d'intermodulation 5.4 Compression de gain et conversion d'amplitude -phase BIBLIOGRAPHIE 201 204 219 224 Les oscillateurs 226 6.1 Introduction 6.2 Définition des principales caractéristiques 6.3 Oscillateurs à transistor FET utilisant des résonateurs diélectriques 6.4 Conception des oscillateurs accordables électroniquement 6.5 Conception d'oscillateur en régime de signal fort dans le domaine temporel . BIBLIOGRAPHIE 226 227 239 265 281 300 Circuits intégrés logiques à MESFET GaAs 305 7.1 Introduction 7.2 Intégration sur GaAs : avantages et inconvénients 7.3 Caractéristiques des MESFET en GaAs 7.4 Principales caractéristiques des différentes familles logiques GaAs 7.5 Circuits intégrés GaAs MSI/SSI : les diviseurs de fréquence 7.6 Circuit intégré combinatoire MSI/LSI GaAs : une ALU à 4 bits 7.7 Mémoires à accès aléatoires statiques à grande vitesse sur GaAs BIBLIOGRAPHIE 305 307 313 316 323 342 364 376 Conception assistée par ordinateur 380 8.1 8.2 8.3 8.4 Introduction Calculs de sensibilité de Monte Carlo et de pire-cas Techniques d'optimisation Exemple d'utilisation des algorithmes d'optimisation : extraction des paramètres d'un circuit équivalent MESFET 8.5 Survol de quelques programmes de conception assistée par ordinateurs de circuits hyperfréquences BIBLIOGRAPHIE 380 381 386 9 Intégration monolithique des amplificateurs hyperfréquences 9.1. Introduction 9.2. Calcul des lignes microruban et coplanaire sur GaAs 9.3. Conception et fabrication des amplificateurs monolithiques 9.4. Perspectives BIBLIOGRAPHIE 403 403 404 409 422 423 10 Transistor à gaz d'électrons bi-dimensionnel : applications en hyperfréquences et en logique rapide 425 10.1 Introduction 10.2 Propriétés de transport dans le gaz bi-dimensionnel d'électrons 10.3 Modèle analytique du TEGFET 10.4 Technologie du TEGFET 10.5 Performances des TEGFET BIBLIOGRAPHIE 425 426 431 437 439 448 6 7 8 11. Applications des GaAs MESFET dans les systèmes 11.1 11.2 11.3 Applications des GaAs MESFET dans des systèmes de communications hyperfréquences Effets optiques dans les transistors à effet de champ en GaAs à barrière de Schottky Applications des MESFET GaAs en radar BIBLIOGRAPHIE INDEX TOP 396 400 402 450 451 476 490 509 510
