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Etude des formes d'ondes permettant une optimisation des performances des amplificateurs de puissance. Application à la conception d'amplificateurs à faible tension de polarisation pour les communications mobiles

Francis HUIN
Abstract: 

Dans le but doptimiser les performances en puissance, la conception des amplificateurs requière une grande maîtrise des formes d'onde des signaux de sortie. Lamélioration de la puissance de sortie et du rendement électrique est un objectif de première importance pour la réalisation damplificateurs destinés à des systèmes de radiocommunication mobile. Pour de telles applications, la mise en Suvre de batteries de faible dimension nécessite de limiter les tensions de polarisation des transistors. Cette contrainte impose une utilisation efficace des composantes harmoniques générées par la source de courant de drain afin dobtenir une tension de sortie de forme optimale. La première étape de la méthode proposée est létude des signaux obtenus par la mise en Suvre des composantes aux fréquences harmoniques deux et trois. En particulier, leurs influences sur la valeur moyenne, lamplitude à la fréquence fondamentale et lexcursion maximale atteinte sont présentées. Il en résulte la connaissance de la valeur des phases et amplitudes à atteindre pour chaque composante dans le but daméliorer les performances en puissance à la fréquence fondamentale de travail. Les formes d'onde du courant de sortie dépendent de la caractéristique statique du transistor et du signal dexcitation. Les conditions dobtention des formes particulières de la tension de sortie sont alors établies en fonction des temps de conduction et de saturation du courant de sortie. Pour chaque cas, les impédances optimales de charge et les performances sont calculées dans le but de choisir les conditions de polarisation et dexcitation, puis de concevoir le réseau dadaptation. La méthode proposée est appliquée à la réalisation dun amplificateur intégré de puissance, utilisant une technologie PHEMT, pour des applications GSM.