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Etude, synthèse et réalisations de filtres BAW pour applications mobiles
Thèses de doctorat
Date
2006-11-07Abstract
Ce mémoire est dédié à l’étude, à la synthèse et à la réalisation de filtres à résonateurs à ondes acoustiques de volume (bulk acoustic waves - BAW). La technologie de filtrage à ondes acoustiques de volume est la seule ...Read more >
Ce mémoire est dédié à l’étude, à la synthèse et à la réalisation de filtres à résonateurs à ondes acoustiques de volume (bulk acoustic waves - BAW). La technologie de filtrage à ondes acoustiques de volume est la seule capable d’allier d’excellentes performances à une technique de réalisation compatible avec les procédés de circuits intégrées. En effet, cette technologie permet la conception des filtres à faibles pertes dans une large gamme de fréquences (500 MHz à 20 GHz), ainsi que de véhiculer de niveaux de puissance comparables aux filtres céramiques. Les filtres BAW présentent un faible encombrement et sont capables d’être fabriqués au-dessus d’un substrat silicium. Ce mémoire présente tout d’abord une étude détaillée de la technologie de filtrage à ondes acoustiques de volume, et qui nous a permis de mettre en évidence la multitude de paramètres qui doivent être considérés lors de la synthèse de ce type de filtre. Ensuite, la méthodologie de synthèse des filtres BAW, basée sur une étude mathématique approfondie de la fonction de filtrage, est ainsi développée et implémentée sous la forme d’une plateforme logicielle. Enfin, dans le cadre d’une collaboration entre le CEA-Leti et le Laboratoire IXL, les filtres à résonateurs BAW de différentes topologies (en échelle, en treillis et en échelle-treillis) ont été réalisés. Ils s’adressent à la bande d’émission (1,92 - 1,98 GHz) et de réception (2,11 - 2,17 GHz) du standard de 3ème génération WCDMA. Ces réalisations ont mis en valeur les performances de la technologie BAW-SMR vis-à-vis de ces trois types de topologies. Elles ont permis de connaître ses limitations en sélectivité des filtres, ainsi qu’en pertes d’insertion. La topologie combinée en échelle-treillis a montré un meilleur compromis entre la sélectivité et l’isolation.Read less <
English Abstract
This manuscript presents the analysis, the synthesis, and the realisation of bulk acoustic wave (BAW) resonator filters. Bulk acoustic wave resonator technology is the only technology that is able to ally excellent filtering ...Read more >
This manuscript presents the analysis, the synthesis, and the realisation of bulk acoustic wave (BAW) resonator filters. Bulk acoustic wave resonator technology is the only technology that is able to ally excellent filtering performances using a process compatible with silicon integrated circuits. Indeed, this technology enables the conception of very low lossy filters in a large frequency range (from 500 MHz to 20 GHz) having a power handling capability comparable to ceramic filters. BAW filters present very reduced dimensions and can be fabricated on top of silicon substrates. Firstly, this manuscript presents a detailed study of the bulk acoustic wave technology that shows the multitude of parameters that must be considered on the filter synthesis. Secondly, a synthesis methodology of BAW filters based on a mathematical approach is developed and implemented on a software platform. Finally, in the framework of collaboration between the CEA-Leti and the IXL Microelectronics Laboratory, five bulk acoustic wave resonator filters have been realized. These filters are based on ladder, lattice and ladder-lattice topologies. They addressed the transmission (1.92 - 1.98 GHz) and the reception (2.11 - 2.17 GHz) of the 3rd generation W-CDMA standard. The fabricated filters have confirmed the excellent performances of the BAW-SMR technology concerning these three topologies. The filters show the limitations on selectivity and the insertion losses. The combined ladder-lattice topology presents the best compromise between selectivity and isolation.Read less <
Keywords
Electronique
filtre hyperfréquences
technologie de filtrage à ondes accoustiques de volume
méthodologie de synthèse
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