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Intégration d'un modèle physique de transistor bipolaire à hétérojonction dans l'environnement de la CAO non linéaire des circuits monolithiques microondes

SOMMET Raphaël
Abstract: 

Le travail présenté dans ce mémoire concerne le couplage entre un simulateur physique de Transistor Bipolaire à Hétérojonction HETSI et un simulateur de circuit en équilibrage harmonique LISA. Ce mémoire est divisé en trois parties: la première est essentiellement axée sur la physique des composants. Elle établit les équations générales du transport des porteurs dans les semi-conducteurs et suivant les hypothèses choisies, les équations de dérive diffusion et de transport d'énergie sont données. Compte tenu des impératifs d'un couplage de ces équations à un simulateur de circuits, une discrétisation et une résolution implicite des équations de la physique des semi-conducteurs sont développées. Des résultats concernant l'étude d'une structure de HBT avec un modèle unidimensionnel dérive diffusion sont examinés. La seconde partie est dédiée quant à elle aux méthodes utilisables pour résoudre les équations des circuits microondes. Les méthodes temporelles sont étudiées et comparées à la méthode de l'équilibrage harmonique. Il ressort un besoin réel d'utiliser la méthode de l'équilibrage harmonique pour résoudre les équations des circuits micro ondes en régime périodique et en état établi. La troisième partie du mémoire concerne l'intégration des équations de la physique dans un simulateur physique en équilibrage harmonique. La construction sous forme modulaire des deux simulateurs est décrite ainsi qu'une méthode originale du calcul du jacobien implicite exact du système. Des résultats en classe A, B à 1.8 GHz valident le couplage. Il est désormais possible à l'aide de ce nouvel outil d'envisager de concevoir ensemble la partie passive et active d'un circuit MMIc.