Combinaison de puissance d’amplificateurs fonctionnant en mode de commutation et en polarisation dynamique

Sujets de thèse

Intitulé de la thèse
Combinaison de puissance d’amplificateurs fonctionnant en mode de commutation et en polarisation dynamique
Publication du sujet sur le site de l’ABG : OUI
Nature du financement : Financement institutionnel, Contrat Doctoral, Financement régional, Contrats université sur projets,)
Domaine de compétences principal (pour l’ABG) : Sciences pour l’Ingénieur
Domaine de compétences secondaire (pour l’ABG) : Informatique, électronique
Spécialité de doctorat : Electronique des hautes fréquences, Photonique et Systèmes

Lieu de travail
Limoges
Date Limite de candidature : 23/06/2012
Laboratoire d’accueil : XLIM/C2S2

Introduction
De nouvelles générations d’émetteurs micro-ondes prévoient l’utilisation de cellules actives (transistors) fonctionnant en mode de commutation en présence de signaux de forme quasi-carré appliqués sur les accès grilles. Le transfert de l’information utile peut alors se faire par variations de largeur d’impulsion ou de rapport cyclique des signaux. De très bonnes performances en terme de rendement et de linéarité sont possibles si la combinaison de puissance de sortie de plusieurs cellules élémentaires est maîtrisée .Par ailleurs il peut être également prévu de mettre en œuvre des variations dynamiques de tension de polarisation des transistors pour améliorer les performances en rendement électrique.

Présentation de l’équipe de recherche
Le département C2S2 du laboratoire XLIM (UMR 7252) possède les compétences internes de modélisation des composants actifs de puissance ainsi que de conception des circuits hyperfréquences à haute efficacité énergétique. XLIM C2S2 a également developpé des outils de caractérisation fonctionnelle pour analyser et optimiser la linéarité des circuits.

Résumé de la thèse en français
Le travail de thèse consistera à étudier une nouvelle génération d’amplificateurs de puissance microondes, basée sur l’utilisation de cellules actives GaN fonctionnant en mode de commutation. L’objectif visé sera la recherche d’une architecture d’amplificateur permettant de minimiser la consommation d’énergie tout en assurant une bonne linéarité vis à vis du signal de modulation contenant l’information utile.

Résumé de la thèse en anglais
This thesis deals with the development of a new generation of microwave power amplifiers based on the use of GaN active cells operating in switching mode. The aim of this work will be the definition of an amplifier architecture to minimize energy consumption while keeping a good linearity with respect to the modulation signal.

Description complète du sujet de thèse
Le travail de thèse consistera à analyser le comportement de transistors (technologie GaN) pour une excitation de tension de grille de forme carrée. Il sera ensuite étudié le problème de combinaison de puissance de sortie pour l’association de deux transistors. Enfin, l’influence sur le bilan en puissance et en rendement des variations de polarisation sera abordée pour faire apparaître les tendances générales et les bons compromis.
Cette étude reposera sur l’utilisation d’outils de CAO (ADS …) et d’outils de caractérisation de dispositifs amplificateurs (Analyseurs de modulation …)

Objectifs scientifiques de la thèse
L’objectif prinicipal de la thèse est double:
-Analyser les potentialités de la technologie GaN pour la commutation de puissance et très haute vitesse.
-Développer des architectures innovantes d’amplificateurs en mode de commutation.

Compétences à l’issue de la thèse
Les compétences acquises à l’issue de la thèse seront multiples:
– maitrise des outils de simulation et de conception des circuits électroniques hyperfréquences
– connaissance de la technologie GaN et des mécanismes de commutation.
– expérience de collaboration avec des industriels (fondeurs et end-users)
– expérience du travail de recherche au sein d’un laboratoire reconnu

Mots clés (séparés par des virgules)
Amplification de puissance,transistors, hyperfréquence, efficacité énergétique, commutation, linéarité.
Conditions restrictive de candidature (nationalité, âge, …) : OUI

Expérience/profil souhaité(e)
Bonne connaissances en électronique-hyperfréquences-télécommunications et dispositifs non-linéaires.

Directeur de thèse
Jean Michel NEBUS
Adresse mail du directeur de thèse : nebus@xlim.fr
Téléphone Directeur de thèse : 05 55 45 72 97

Co-directeur de thèse
Philippe BOUYSSE
Adresse mail du co-directeur de thèse : philippe.bouysse@unilim.fr
Téléphone co-Directeur de thèse : 05 55 45 72 95
Cofinancement LABEX SigmaLIM demandé : NON
Thèse pour Action transverse : NON

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