NICOLAS Dominique

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Submitted on 21 Sep 2017
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Conception de circuits RF en CMOS SOI pour modules
d’antenne recongurables
Dominique Nicolas
To cite this version:
Dominique Nicolas. Conception de circuits RF en CMOS SOI pour modules d’antenne recongurables.
Micro et nanotechnologies/Microélectronique. Université Paul Sabatier (Toulouse 3), 2017. Français.
�tel-01591595�

THÈSE
THÈSE
En vue de l’obtention du
DOCTORAT DE L’UNIVERSITÉ DE TOULOUSE
Délivré par l’Université Toulouse III Paul Sabatier
Présentée et soutenue le 03 mai 2017 par
Conception de circuits RF en CMOS SOI
pour modules d’antenne reconfigurables
JURY
M. Thierry TARIS Professeur (IMS /
Université de Bordeaux)
Rapporteur
M. Jean GAUBERT Professeur (IM2NP /
Polytech Marseille)
Rapporteur
Mme Estelle LAUGA Maître de conférences
(IMEP-LAHC / INP Grenoble)
Examinateur
M. Jacques VERDIER Maître de conférences
(INSA Lyon)
Examinateur
M. Thierry PARRA Professeur (LAAS-CNRS /
Université Toulouse III)
Directeur de thèse
M. Alexandre GIRY Docteur-ingénieur de recherche
(CEA Grenoble)
Co-directeur de thèse
M. Serge BORIES Docteur-ingénieur de recherche
(CEA Grenoble)
Invité
École doctorale et spécialité :
GEET : Électromagnétisme et Systèmes Haute Fréquence
Unités de Recherche :
Commissariat à l’Énergie Atomique et aux Énergies Alternatives (CEA)
Laboratoire d’Analyse et d’Architecture des Systèmes (LAAS)

UNIVERSITÉ DE TOULOUSE
Résumé
Université Toulouse III Paul Sabatier
Doctorat
Conception de circuits RF en CMOS SOI pour modules d’antenne reconfigurables
par Dominique NICOLAS
Dans le contexte des applications mobiles, les contraintes de conception des chaînes
d’émission toujours plus performantes et de taille réduite demandent de compen-
ser la forte sensibilité des caractéristiques des antennes à leur environnement. En
particulier, il est nécessaire de maîtriser l’impédance de l’antenne pour optimiser l’efficacité
énergétique de la chaîne de transmission. Or, les solutions actuelles se montrent encombrantes.
Dans cette thèse, plusieurs pistes basées sur l’implémentation de condensateurs variables ont été
étudiées et ont conduit à la réalisation et la caractérisation de nouveaux dispositifs RF intégrés
à même de participer à cet effort.
Après une présentation du contexte et de l’état de l’art, nous proposons une étude de condensa-
teurs variables basés sur la technique des capacités commutées. L’étude a permis la réalisation de
deux condensateurs variables en technologie CMOS SOI 130 nm pour des applications d’adap-
tation d’impédance et d’antenne agile en fréquence. Un premier démonstrateur d’antenne fente
agile en fréquence visant les bandes LTE situées entre 500 MHz et 1 GHz et utilisant ce type
de condensateur a ensuite été réalisé puis validé.
Un système d’accord permettant de corriger les désadaptations d’antenne a ensuite été étudié
et a donné lieu à la réalisation de deux circuits intégrés en technologie CMOS SOI 130 nm. Le
premier circuit est un détecteur d’impédance capable de fonctionner sur une gamme de puissance
étendue de 0-40 dBm pour une plage de fréquences de 600 MHz-2,5 GHz. Le deuxième circuit
intègre une version améliorée du détecteur avec un circuit d’adaptation variable autorisant la
réalisation d’un système d’accord d’antenne autonome et compact représentant une avancée
importante par rapport à l’état de l’art.

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