Skip to Main content Skip to Navigation
Theses

Développement de cellules élémentaires radiofréquences faible consommation en technologie FDSOI pour des applications liées à l'internet des objets

Résumé : Les applications sans fil sont presque par définition des appareils alimentés par des batteries. La consommation d’énergie est donc une préoccupation majeure pour la conception des LNAs. Il existe toujours des compromis pour satisfaire le facteur de faible bruit, un gain raisonnable, une linéarité élevée, une faible consommation et un faible coût.L’objectif de ce travail est de concevoir un amplificateur faible bruit LNA en technologie CMOS 28 nm FDSOI fournit par STMicroelectronics en mettant en œuvre la méthode de conception en gm/ID et la technique RFPG (RF power gating). La partie principale de cette conception est de réaliser des LNAs avec une très faible consommation sans dégrader les performances.Dans un premier temps, la conception du LNA est basée sur la méthodologie gm/ID et sur les caractéristiques de la technologie de 28nm FDSOI. Pour ces technologies avancées, des travaux récents montrent que des bons compromis entre les performances et la consommation d’énergie peuvent être obtenus dans les régions d'inversions modérées ou faibles. Dans ce travail, nous présentons une méthode complète pour dimensionner les LNA à la topologie de capacité feedback. Cette topologie a été choisie pour sa compacité puisqu'une seule inductance est utilisée (dans le réseau d'adaptation d'entrée). Cette conception présentée permet d’atteindre certaines performances données NF (Noise Figure) et Glna (gain en tension) avec une consommation d’énergie minimale et une faible valeur d’inductance afin de mieux contrôler le coût du LNA. Cette conception LNA à faible consommation repose sur une approche gm/ID adaptée à la conception RF dans des technologies avancées comme FDSOI. Cette méthode permet également de dimensionner tous les composants pour atteindre un Glna et de NF donné, en maximisant le rapport gm/ID afin de minimiser la consommation d’énergie. De plus, même si la linéarité n’est pas considérée comme une contrainte de conception, cette méthode a des bonnes performances IIP3 car elle tend à réduire le facteur de qualité en entrée, ce qui entraîne une non-linéarité élevée. Cette méthode proposée permet également d'avoir une faible valeur d'inductance d'entrée pour l'adaptation. Cette inductance peut être remplacée des bonding.Dans un deuxième temps, un LNA avec la technique RFPG est présenté. Sur la base du premier LNA, un LNA RFPG est conçu avec pour principale caractéristiques sa très faible consommation (allumer et éteindre rapidement le LNA). Le principe de RFPG consiste à utiliser des blocs RF tels que LNA ou Mixer pendant le temps des symboles. Cette approche est basée sur l'observation que, dans le cas d'un bon canal de propagation, il n'est pas nécessaire de collecter toute l'énergie du symbole. Avec cette technique, il est possible d'adapter les performances du récepteur à la qualité du canal et ainsi d'adapter la consommation d'énergie.Avec la méthode gm/ID, la technique RFPG sur la technologie avancée FDSOI, la consommation de LNA peut être largement réduit en gardant les bonnes performances.Mots-clés: Amplificateur faible bruit; capacitive feedback; faible consommation; gm/ID; RFPG(RF power gating); 28nm FDSOI
Complete list of metadatas

Cited literature [82 references]  Display  Hide  Download

https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-02524863
Contributor : Abes Star :  Contact
Submitted on : Monday, March 30, 2020 - 3:52:11 PM
Last modification on : Monday, July 20, 2020 - 9:12:08 AM

File

LIU_2019_archivage.pdf
Version validated by the jury (STAR)

Identifiers

  • HAL Id : tel-02524863, version 1

Collections

Citation

Jing Liu. Développement de cellules élémentaires radiofréquences faible consommation en technologie FDSOI pour des applications liées à l'internet des objets. Micro et nanotechnologies/Microélectronique. Université Grenoble Alpes, 2019. Français. ⟨NNT : 2019GREAT057⟩. ⟨tel-02524863⟩

Share

Metrics

Record views

105

Files downloads

67