applications des transistors a effet de champ en arseniure de

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 VI
1 Histoire et perspectives du MESFET GaAs 1
1.1 Composants microondes vers 1970 1
1.2 1976 : « La révolution MESFET » 3
1.3 Statut actuel des MESFET GaAs 5
1.4 L'avenir 10
BIBLIOGRAPHIE 11
2 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 13
2.2 Structure et techniques de réalisation 16
2.3 Principes de base régissant le fonctionnement du TEC 20
2.4 Modèle statique du MESFET 32
2.5 Modèle dynamique en régime de petits signaux 40
2.6 Techniques de caractérisation 52
2.7 Techniques de mesure des paramètres S 58
2.8 Propriétés du MESFET dans le domaine du bruit de fond 73
BIBLIOGRAPHIE 79
3. Amplificateurs bas niveau à transistors à effet de champ 83
3.1 Introduction 83
3.2 Amplificateurs à transistors à effet de champ, bas niveau, à large bande passante 84
3.3 Amplificateurs à MESFET faible bruit 126
BIBLIOGRAPHIE 148
4 Amplificateurs MESFET GaAs de puissance 152
4.1 Introduction 152
4.2 Propriétés du composant 153
4.3 Caractérisation et modélisation à grand signal 160
4.4 Amplificateurs de puissance 172
BIBLIOGRAPHIE 197
5 Les distorsions dans les amplificateurs GaAs MESFET 199
5.1 Introduction 199
5.2 Distorsions linéaires 201

5.2 Distorsions linéaires 201
5.3 Produits d'intermodulation 204
5.4 Compression de gain et conversion d'amplitude -phase 219
BIBLIOGRAPHIE 224
6 Les oscillateurs 226
6.1 Introduction 226
6.2 Définition des principales caractéristiques 227
6.3 Oscillateurs à transistor FET utilisant des résonateurs diélectriques 239
6.4 Conception des oscillateurs accordables électroniquement 265
6.5 Conception d'oscillateur en régime de signal fort dans le domaine temporel . 281
BIBLIOGRAPHIE 300
7 Circuits intégrés logiques à MESFET GaAs 305
7.1 Introduction 305
7.2 Intégration sur GaAs : avantages et inconvénients 307
7.3 Caractéristiques des MESFET en GaAs 313
7.4 Principales caractéristiques des différentes familles logiques GaAs 316
7.5 Circuits intégrés GaAs MSI/SSI : les diviseurs de fréquence 323
7.6 Circuit intégré combinatoire MSI/LSI GaAs : une ALU à 4 bits 342
7.7 Mémoires à accès aléatoires statiques à grande vitesse sur GaAs 364
BIBLIOGRAPHIE 376
8 Conception assistée par ordinateur 380
8.1 Introduction 380
8.2 Calculs de sensibilité de Monte Carlo et de pire-cas 381
8.3 Techniques d'optimisation 386
8.4 Exemple d'utilisation des algorithmes d'optimisation : extraction des paramètres d'un
circuit équivalent MESFET 396
8.5 Survol de quelques programmes de conception assistée par ordinateurs de circuits hyperfréquences 400
BIBLIOGRAPHIE 402
9 Intégration monolithique des amplificateurs hyperfréquences 403
9.1. Introduction 403
9.2. Calcul des lignes microruban et coplanaire sur GaAs 404
9.3. Conception et fabrication des amplificateurs monolithiques 409
9.4. Perspectives 422
BIBLIOGRAPHIE 423
10 Transistor à gaz d'électrons bi-dimensionnel : applications en hyperfréquences et en logique rapide 425
10.1 Introduction 425
10.2 Propriétés de transport dans le gaz bi-dimensionnel d'électrons 426
10.3 Modèle analytique du TEGFET 431
10.4 Technologie du TEGFET 437
10.5 Performances des TEGFET 439
BIBLIOGRAPHIE 448
11. Applications des GaAs MESFET dans les systèmes 450
11.1 Applications des GaAs MESFET dans des systèmes de communications hyperfréquences 451
11.2 Effets optiques dans les transistors à effet de champ en GaAs à barrière de Schottky 476
11.3 Applications des MESFET GaAs en radar 490
BIBLIOGRAPHIE 509
INDEX 510
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