Contribution à la caractérisation et à la modélisation de transistors bipolaires de puissance intégrés dans une filière BICMOS submicronique

Abstract

L’émergence de la troisième génération de téléphone portable a fait évoluer les usages. Les utilisateurs peuvent désormais bénéficier d’un accès haut débit à l’Internet sans fil ce qui a rendu les services de communication multimedia: visiophonie, MMS, réception de programmes télévisés... Cette diversification du mode d’utilisation d’un portable a fait des amplificateurs de puissance des éléments prépondérants pour la transmission de l’information. C’est pourquoi cette étude propose une contribution à la caractérisation et à la modélisation de transistor de puissance RF intégrés dans une filière submicronique. Dans ce cadre d’application, il est important de tenir compte de l’influence de la température sur la réponse électrique d’un transistor bipolaire; cet effet est d’autant plus marqué pour les applications de puissance au regard des densités de courant mises en jeu. C’est pourquoi, une analyse des lois en température des paramètres du modèle compact HICUM/L2 est présentée, ainsi que les méthodes d’extraction associées. Puis, les phénomènes d’auto-échauffement et de couplage thermique dans les transistors de puissance sont étudiés à l’aide de simulations physiques et de caractérisations électriques pour mettre au point un modèle nodal SPICE. Finalement, les transistors de puissance sont caractérisés à l’aide de mesure load-pull en appliquant un signal à deux tons sur leur base. Ces caractéristiques sont comparées à des simulations Harmonic Balance de manière à valider le comportement grand signal du modèle HICUM/L2 et sa capacité à modéliser les phénomènes d’intermodulations fréquentielles.