Etude et conception de structures de filtrage actif radiofréquence intégrées en technologie CMOS et BiCMOS pour application à la téléphonie cellulaire

Discipline

Électronique des Hautes Fréquences et Optoélectronique

Classification

Sciences de l'ingénieur

Mots-clés libres

radiofréquences, filtres et filtrage, semiconducteurs, dispositifs MOS, inductance

Mots-clés

MOS complémentaires - Thèses et écrits académiques,

Filtres électriques actifs - Thèses et écrits académiques,

Inductance - Thèses et écrits académiques,

Silicium - Thèses et écrits académiques

Ces travaux de thèse consistent à concevoir de nouvelles topologies devant remplacer les circuits de filtrages classiques par des solutions actives et adaptables pour augmenter les performances et réduire les coûts. Les circuits intégrés en silicium sont développés et réalisés avec la collaboration industrielle du Centre d'Innovations RF de PHILIPS Semiconducteur à CAEN. A partir d'une recherche bibliographique sur le filtrage actif, quatre axes topologiques sont sélectionnés et développés pour aboutir à quatre conceptions de circuits intégrés dont deux sont réalisés. La première topologie est basée sur le principe de l'inductance active. Ce concept est très avantageux en terme de surface occupée et présente un balayage important en fréquence centrale. Ce filtre n'a pas été réalisé à cause de sa consommation, de son facteur de bruit élevé ainsi que sa linéarité limitée. La deuxième topologie, basée sur le principe du filtre LC, a été réalisée. Ce circuit différentiel est composé de quatre résonateurs couplés réalisés à l'aide de transistors NMOS afin de constituer un filtre du quatrième ordre. Le troisième circuit qui a également été réalisé est un filtre LC différentiel de premier ordre. Il se compose d'un amplificateur, d'un résonateur LC, d'un convertisseur d'impédance et d'une résistancenégative. Ce filtre a nécessité une analyse électromagnétique très rigoureuse. Finalement, un quatrième circuit est présenté comme une perspective à ces travaux de thèse. Ce filtre LC intégré utilise un transformateur passif composé de trois inductances, sans circuit de compensation de pertes qui dégrade généralement la linéarité totale du filtre.