Détecteur d'enveloppe à faible courant et 100 MHz de bande passante et caractérisation de son fonctionnement avec un amplificateur RF de puissance en technologie CMOS 0.18 um à 1.88 GHz

Ce memoire presente un detecteur d’enveloppe a faible courant et a large bande passante prevu pour etre integre dans l’architecture de l’amplificateur de puissance en circuits integres CMOS d’un appareil mobile. Cette architecture cible des fonctions de controle a faible puissance pour l’amelioration de l’efficacite de l’amplificateur de puissance tout en repondant a des besoins de technologies de communication telles que la frequence d’operation du LTE et la bande passante du LTE-A. Le detecteur d’enveloppe demontre une grande integrabilite par sa faible surface de semi-conducteur (6000 μm2) et par l’utilisation d’une fonction novatrice de calibration integree pour l’ajustement de sa plage dynamique de tension de sortie qui facilite l’interfacage entre le detecteur et les circuits de controles. Des mesures experimentales sur un detecteur d’enveloppe concu en CMOS 0,18 μm ont demontre une consommation statique de 2,3 mW avec une alimentation de 1.8 V et une bande passante de 110 MHz. Afin de valider la fonctionnalite du detecteur, un systeme RF ou le detecteur est couple a l’entree d’un amplificateur en CMOS 0.18 μm a ete implemente. Ce systeme RF demontre que l’effet du detecteur sur les performances d’un etage de sortie d’un amplificateur de puissance est minimise par sa grande impedance d’entree. Le deuxieme volet de ce memoire est la caracterisation des performances d’une matrice d’amplification RF sur puce en CMOS 0,18 μm en termes de niveaux de polarisation, de gain, de puissance delivree et d’efficacite. L’objectif est de fournir a la communaute scientifique des informations pertinentes facilitant la conception de module d’amplificateur de puissance RF plus complexe. La matrice d’amplification, qui est integree sur la meme puce que le detecteur, est operee en classe AB a une frequence de 1,88 GHz et alimentee a 3,3 V. Des mesures experimentales ont demontre un gain de 13,7 dB en faible puissance, un point de compression de 1dB (P1dB) a une puissance de sortie de 19 dBm et une efficacite energetique (PAE) de 17,4 % a P1dB.