Hermès science publications
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Disponible - 621.51 PAS
Niveau 3 - Techniques
Composants semi-conducteurs pour les hyperfréquences
Résumé
Synthèse des connaissances sur les composants semi-conducteurs pour les hyperfréquences en trois parties : les dipôles hyperfréquences, les transistors bipolaires et les transistors à effet de champ. Les caractéristiques de ces composants, leur fonctionnement et leur modélisation sont détaillés.
- Contributeur(s)
- Éditeur(s)
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Date
- 2005
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Notes
- Bibliogr. Glossaire
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Langues
- Français
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Description matérielle
- 412 p. : ill. ; 24 x 16 cm
- Collections
- Sujet(s)
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ISBN
- 2-7462-1205-6
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Indice
- 621.51 Électronique, électromagnétisme
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Quatrième de couverture
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Électronique et micro-électronique
Le traité Electronique, Génie Electrique, Microsystèmes répond au besoin de disposer d'un ensemble de connaissances, méthodes et outils nécessaires à la maîtrise de la conception, de la fabrication et de l'utilisation des composants, circuits et systèmes utilisant l'électricité, l'optique et l'électronique comme support.
Conçu et organisé dans un souci de relier étroitement les fondements physiques et les méthodes théoriques au caractère industriel des disciplines traitées, ce traité constitue un état de l'art structuré autour des quatre grands domaines suivants :
- Electronique et micro-électronique
- Optoélectronique
- Génie électrique
- Microsystèmes
Chaque ouvrage développe aussi bien les aspects fondamentaux qu'expérimentaux du domaine qu'il étudie. Une classification des différents chapitres contenus dans chacun, une bibliographie et un index détaillé orientent le lecteur vers ses points d'intérêt immédiats : celui-ci dispose ainsi d'un guide pour ses réflexions ou pour ses choix.
Les savoirs, théories et méthodes rassemblés dans chaque ouvrage ont été choisis pour leur pertinence dans l'avancée des connaissances ou pour la qualité des résultats obtenus.
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Tables des matières
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Composants semi-conducteurs pour les hyperfréquences
Daniel Pasquet
Hermes science
- Chapitre 1. Les dipôles hyperfréquences
Christophe Dalle15 - 1.1. Oscillateurs micro-ondes à dipôle à temps de transit16
- 1.1.1. Principe de fonctionnement des oscillateurs micro-ondes à dipôle à temps de transit16
- 1.1.1.1. Condition d'oscillations monochromatiques17
- 1.1.1.2. Modèle simplifié de l'oscillateur à dipôle à temps de transit18
- 1.1.1.3. Influence de la forme d'onde du courant I(t) sur les performances de l'oscillateur19
- 1.1.1.4. Dipôle à injection et temps de transit20
- 1.1.2. Diode à avalanche et temps de transit22
- 1.1.2.1. Diode de Read23
- 1.1.2.2. Effets limitatifs des performances des diodes ATT32
- 1.1.2.3. Applications des oscillateurs ATT38
- 1.1.2.4. Comportement en bruit des diodes ATT46
- 1.1.2.5. Limitation fréquentielle des performances des diodes ATT48
- 1.1.3. Diode à transfert électronique50
- 1.1.3.1. Généralités sur les diodes à transfert électronique50
- 1.1.3.2. Diode à transfert électronique millimétrique51
- 1.1.3.3. La diode à transfert électronique à l'équilibre thermodynamique55
- 1.1.3.4. La diode à transfert électronique en régime de polarisation continue56
- 1.1.3.5. La diode à transfert électronique en régime continu d'oscillations58
- 1.1.3.6. Limitations fréquentielles des performances des diodes à transfert électronique63
- 1.1.3.7. Comportement en bruit des diodes à transfert électronique65
- 1.2. La diode PIN66
- 1.2.1. Structure d'une diode PIN66
- 1.2.1.1. Diode PIN quasi-idéale en régime de polarisation continue66
- 1.2.1.2. Diode PIN réelle en régime de polarisation continue69
- 1.2.1.3. Diode PIN en régime transitoire70
- 1.2.2. Principales applications hyperfréquences des diodes PIN77
- 1.2.2.1. Atténuateur hyperfréquence variable à diode PIN77
- 1.2.2.2. Déphaseur à diode PIN79
- 1.2.2.3. Interrupteur hyperfréquence à diode PIN82
- 1.2.2.4. Limiteur de puissance à diode PIN83
- 1.3. La diode Varactor89
- 1.3.1. Structure d'une diode Varactor89
- 1.3.2. Principales applications des diodes Varactor92
- 1.3.2.1. Oscillateur à fréquence contrôlée en tension92
- 1.3.2.2. Multiplicateur de fréquence à diode Varactor93
- 1.3.2.3. Déphaseur analogique à diode Varactor94
- 1.4. Bibliographie95
- Chapitre 2. Les transistors bipolaires pour les applications hyperfréquences
Frédéric Aniel et Nicolas Zerounian97 - 2.1. Introduction97
- 2.2. Rappels sur la jonction p-n99
- 2.2.1. Cas de l'homojonction99
- 2.2.1.1. Jonction à l'équilibre thermodynamique100
- 2.2.1.2. Jonction hors équilibre thermodynamique104
- 2.2.1.3. Capacité de diffusion108
- 2.2.1.4. Jonction p-n polarisée en inverse112
- 2.2.2. Cas de l'hétérojonction112
- 2.2.2.1. L'hétérojonction à l'équilibre thermodynamique115
- 2.2.2.2. L'hétérojonction polarisée116
- 2.2.2.3. Comportement sous excitation HF petit signal125
- 2.3. Principe de fonctionnement des TBH125
- 2.3.1. Courants d'électrons et de trous à la jonction émetteur127
- 2.3.2. Bilan des différents courants dans le TBH130
- 2.3.3. Coefficient d'injection dans un TBH131
- 2.3.4. Facteur de transport dans la base132
- 2.3.5. Facteur de multiplication133
- 2.3.6. Gain en base commune et gain en émetteur commun133
- 2.3.7. Réseau I-V et tracé de Gummel133
- 2.4. Phénomènes physiques spécifiques aux TBH III-V135
- 2.4.1. Le transport dans les différentes régions du TBH136
- 2.4.1.1. Transport dans le collecteur136
- 2.4.1.2. Transport dans la base137
- 2.4.1.3. Le transport des trous dans l'émetteur140
- 2.4.2. Influence d'une base graduelle et d'un gradient de dopage141
- 2.4.3. Utilisation du BGN pour créer un DeltaEG143
- 2.4.4. Les mécanismes de recombinaisons dans les TBH147
- 2.4.4.1. Recombinaison dans la base148
- 2.4.4.2. Courant de recombinaison à l'hétéro-interface des deux matériaux IRH152
- 2.4.4.3. Courant de recombinaison dans la ZCE émetteur IRZ153
- 2.4.4.4. Courant de recombinaison en surface IRS153
- 2.4.4.5. Influence des divers mécanismes de recombinaison sur le gain en courant154
- 2.4.5. Effet Kirk155
- 2.4.6. Effet de quasi-saturation159
- 2.4.6.1. Cas du TBH159
- 2.4.6.2. Spécificités des TBDH160
- 2.4.7. L'ionisation par choc161
- 2.4.8. Défocalisation du courant émetteur165
- 2.4.9. Phénomène d'auto-échauffement du composant165
- 2.4.9.1. Introduction165
- 2.4.9.2. Influence de l'auto-échauffement sur les performances des TBDH167
- 2.4.9.3. Résistances thermiques de TBDH InP169
- 2.4.9.4. Modélisation physique170
- 2.5. Comportement hyperfréquence des TBH174
- 2.5.1. Facteurs de mérite à haute fréquence des TBH174
- 2.5.1.1. La fréquence de transition fT174
- 2.5.1.2. La fréquence maximale d'oscillation fMAX175
- 2.5.2. Topologie du transistor et influence des accès179
- 2.5.3. Modélisation des TBH en régime linéaire185
- 2.5.3.1. Modèle en T du TBH intrinsèque185
- 2.5.3.2. Modèle en Pi du TBH intrinsèque186
- 2.5.3.3. Le modèle complet du TBH187
- 2.5.3.4. Les paramètres S d'un TBH189
- 2.5.4. Extraction du schéma petit signal en II190
- 2.6. Estimation des temps de transit193
- 2.6.1. Temps de transit dans l'émetteur tauE193
- 2.6.2. Temps de transit dans la base TB194
- 2.6.3. Temps de transit des porteurs chauds dans le collecteur tauC194
- 2.6.4. Comment réduire le délai total émetteur collecteur tauEC ?195
- 2.7. Modèle de bruit des TBH197
- 2.7.1. Les sources de bruit197
- 2.7.2. Modélisation électrique du bruit dans le TBH198
- 2.7.3. Les sources de bruit de grenaille et leur corrélation dans un TBH199
- 2.7.4. Poids des différentes sources de bruit sur Fmin, Rn et |gammaopt|201
- 2.7.5. Relations analytiques permettant d'estimer certains paramètres de bruit203
- 2.8. Les différentes technologies204
- 2.8.1. Les TBH III-V206
- 2.8.1.1. Le TBH AlGaAs/GaAs208
- 2.8.1.2. Les TBH GaInP/GaAs209
- 2.8.1.3. Les TBH InP/InGaAs210
- 2.8.1.4. Le TBH InP/GaAsSb215
- 2.8.2. Les TBH SiGe216
- 2.9. Les principaux modèles non linéaires219
- 2.9.1. Modèle de Gummel-Poon (GP)220
- 2.9.2. Modèle MEXTRAM221
- 2.9.3. Modèle VBIC224
- 2.9.4. Modèle HICUM226
- 2.9.5. Effets non quasi-statiques (NQS)229
- 2.10. Bibliographie231
- Chapitre 3. Les transistors à effet de champ pour les applications hautes fréquences
Frédéric Aniel et Sabine Long245 - 3.1. Introduction245
- 3.2. Principe de fonctionnement du P-HEMT GaAs246
- 3.2.1. Le contact Schottky247
- 3.2.2. Le dopage de la couche d'AlGaAs250
- 3.2.3. Structure électronique simplifiée dans le canal du P-HEMT GaAs253
- 3.2.4. Loi de commande de charge257
- 3.2.5. Caractéristique I-V de la jonction Schottky263
- 3.2.6. Contrôle des porteurs sous la grille265
- 3.2.7. Transport dans le canal d'un P-HEMT GaAs266
- 3.2.7.1. Le transport en gaz bidimensionnel267
- 3.2.7.2. Les termes d'interactions en 2D268
- 3.2.8. Expression du courant drain-source IDS270
- 3.2.9. Equation d'onde dans un FET de grande longueur de grille275
- 3.2.10. Les effets de canal court dans les HEMT de très petite longueur de grille282
- 3.3. Autres effets physiques importants qui limitent les performances des HEMT284
- 3.3.1. Le piégeage dans les HEMT284
- 3.3.1.1. Les états de surface284
- 3.3.1.2. Les centres DX285
- 3.3.1.3. Effets des pièges288
- 3.3.2. L'ionisation par choc dans les FET293
- 3.3.3. L'échauffement dans les HEMT295
- 3.4. Modélisation électrique linéaire et détermination des paramètres du schéma équivalent petit signal297
- 3.4.1. Dépendance des valeurs des paramètres du schéma équivalent en fonction de Lg, VGS et VDS301
- 3.4.2. Règles d'échelle sur les transistors304
- 3.5. Le bruit dans les FET306
- 3.5.1. Quelques généralités306
- 3.5.1.1. Bruit thermique dans chacune des résistances RG, RD et RS306
- 3.5.1.2. Bruit de grenaille310
- 3.5.1.3. Bruit de génération-recombinaison (g-r)313
- 3.5.1.4. Bruit en 1/f317
- 3.5.2. Spécificité des micro-ondes : le facteur de bruit et les quatre paramètres de bruit321
- 3.5.3. Modèle à trois paramètres : P, R et C326
- 3.5.4. Modèle de Pospieszalski328
- 3.5.5. Modèle de bruit extrinsèque329
- 3.6. Modélisation non linéaire du FET330
- 3.6.1. Modèle de Tajima332
- 3.6.2. Modèle de Materka332
- 3.6.3. Modèle de Curtice332
- 3.6.4. Modèle de Statz333
- 3.6.5. Modèle de Shirakawa333
- 3.6.6. Modèle de Tanimoto334
- 3.7. Les fiches des différents FET334
- 3.7.1. Le MESFET GaAs334
- 3.7.2. Le LM-HEMT et le P-HEMT InP336
- 3.7.2.1. Structure du composant336
- 3.7.2.2. Les performances micro-ondes338
- 3.7.3. Le HEMT composite InP342
- 3.7.4. Le HEMT métamorphique GaAs345
- 3.7.5. Le HEMT AlGaN/GaN347
- 3.7.5.1. Polarisation spontanée et effet piézoélectrique348
- 3.7.5.2. Transport des électrons350
- 3.7.5.3. Empilement de couche d'un HEMT352
- 3.7.5.4. Performances des HFET GaN354
- 3.7.6. Les HFET SiGe356
- 3.7.6.1. Transport dans le Si contraint358
- 3.7.6.2. Structure du composant362
- 3.7.6.3. Performances des HFET sur SiGe364
- 3.7.7. Le MOSFET Silicium366
- 3.7.7.1. Structure et fonctionnement366
- 3.7.7.2. Performances370
- 3.7.7.3. Quelques éléments sur les guides d'ondes planaires sur substrat Si373
- 3.7.8. FET sur SiC375
- 3.8. Bibliographie378
- Annexes389
- Chapitre 2. Annexes389
- 2.A1. Quelques éléments sur la structure électronique des semi-conducteurs389
- 2.A2. Quelques éléments sur le transport des électrons dans les semi-conducteurs III-V394
- 2.A2.1. Introduction394
- 2.A2.2. Généralités sur l'équation de Boltzmann394
- 2.A2.3. Contribution du champ électrique395
- 2.A2.4. Traitement des interactions395
- 2.A2.5. Les termes de collisions398
- 2.A2.5.1. Avec le réseau cristallin398
- 2.A2.5.2. Avec les autres porteurs399
- 2.A2.5.3. Avec les impuretés ionisées399
- 2.A2.5.4. Interaction d'alliage399
- 2.A2.6. Equation finale400
- 2.A2.7. Transport stationnaire402
- 2.A2.8. Régime non stationnaire404
- 2.A2.9. Phénomène de survitesse406
- 2.A2.10. L'ionisation par choc dans les semi-conducteurs407
- 2.A3. Glossaire408
- Chapitre 3. Annexe411
- 3.A. Glossaire411
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Origine de la notice:
- Electre
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Disponible - 621.51 PAS
Niveau 3 - Techniques
