Conception et realisation d'un capteur pour les neutrons thermiques et rapides

SIGLECNRS T Bordereau / INIST-CNRS - Institut de l'Information Scientifique et TechniqueFRFranc

Intégration sur silicium des capteurs et des fonctions de traitement de signal généré par des rayonnements nucléaires (application à la mesure du radon)

Ce mémoire présente le travail de thèse effectué au sein de l équipe C2S2 de l'institut de recherche XLIM. Il est destiné à la protection des personnes contre l exposition au radon dans les habitations. Les dispositifs actif conçus doivent permettre la mesure de l activité volumique du radon dans l atmosphère. Ce travail comporte une présentation bibliographique des détecteurs des rayonnements nucléaires et s'attache plus particulièrement aux détecteurs à semi-conducteurs. La conception micro électronique est l élément de base de notre étude. La tache principale est la conception des blocs analogiques en électronique intégrée dédiés au traitement de signal. Pour ce faire, nous avons utilisé la technologie CMOS 0,35 m de AMS et l outil de CAO Cadence pour la simulation et la conception. Les blocs conçus sont : un préamplificateur sensible à la charge, un intégrateur, un dérivateur, un amplificateur et un discriminateur à seuil. La conception de ces blocs a pris en compte la faible consommation et le faible bruit. Un prototype a été testé en atmosphère radon.This work presented in this thesis was realized in the laboratory XLIM C2S2 team. It is oriented towards protecting people against exposure to radon at their places. The designed active devices should permit measuring the concentration activity of radon in the atmosphere. This work presents a literature overview of nuclear radiation detectors, and presents specially the semiconductor detectors. This work is based on the microelectronics design. The main task is to design analog blocks of integrated circuits for signal processing. To achieve this goal, we had to use AMS 0.35 m CMOS technology, as for simulation and design, Cadence CAD tool was mainly used. The designed blocks are: a charge sensitive preamplifier, an integrator, a differentiator, an amplifier and a threshold discriminator. The design of these blocks took into account the low power and the low noise. A prototype was tested in radon s atmosphere.LIMOGES-BU Sciences (870852109) / SudocSudocFranceF

Using HBT BiCMOS differential structures at Microwaves in SiGe technologies

This paper discusses the use of differential structures for active functions at microwaves. Starting from the example of a single-ended LNA structure, we show the advantages of using a differential approach with the design examples of a LNA, a floating negative resistance and a differential compensated LC filter structure

Reconfigurable RF and Microwave Filtering Devices in MMIC Technologies

International audienc

Physical analysis of substrate noise coupling in mixed circuits in SoC technology

International audienceThe paper presents physics based approach for modelling of substrate noise coupling in mixed integrating circuit ICs. It shows that substrate noise corresponds a spontaneous movements of free carriers generated in the Nwell and Pwell region of digitals circuits. The transit time of these carriers from Nwell and Pwell region to silicon substrate introduces a high cutoff frequency controlled by the layers geometric dimensions and the doping profile. This frequency depends on the switching characteristics of digitals circuits. We have shown that the power level at this frequency is higher than the power at the clock and its harmonics, hence it's the major contributor to substrate noise. The analysis and the results were performed on the DEVEDIT3D, ATLAS and MIXEDMODE tools from SIL VACO

Etude et conception de structures de filtrage actif radiofréquence intégrées en technologie CMOS et BiCMOS pour application à la téléphonie cellulaire

Ces travaux de thèse consistent à concevoir de nouvelles topologies devant remplacer les circuits de filtrages classiques par des solutions actives et adaptables pour augmenter les performances et réduire les coûts. Les circuits intégrés en silicium sont développés et réalisés avec la collaboration industrielle du Centre d'Innovations RF de PHILIPS Semiconducteur à CAEN. A partir d'une recherche bibliographique sur le filtrage actif, quatre axes topologiques sont sélectionnés et développés pour aboutir à quatre conceptions de circuits intégrés dont deux sont réalisés. La première topologie est basée sur le principe de l'inductance active. Ce concept est très avantageux en terme de surface occupée et présente un balayage important en fréquence centrale. Ce filtre n'a pas été réalisé à cause de sa consommation, de son facteur de bruit élevé ainsi que sa linéarité limitée. La deuxième topologie, basée sur le principe du filtre LC, a été réalisée. Ce circuit différentiel est composé de quatre résonateurs couplés réalisés à l'aide de transistors NMOS afin de constituer un filtre du quatrième ordre. Le troisième circuit qui a également été réalisé est un filtre LC différentiel de premier ordre. Il se compose d'un amplificateur, d'un résonateur LC, d'un convertisseur d'impédance et d'une résistancenégative. Ce filtre a nécessité une analyse électromagnétique très rigoureuse. Finalement, un quatrième circuit est présenté comme une perspective à ces travaux de thèse. Ce filtre LC intégré utilise un transformateur passif composé de trois inductances, sans circuit de compensation de pertes qui dégrade généralement la linéarité totale du filtre.This thesis work consists in designing new topologies in order to substitute the traditional passive filtering circuits by active ones. These tunable solutions increase the performances and reduce the costs. Silicium integrated circuits are developed and realized by an industrial collaboration of RF Innovations Center PHILIPS Semiconductor at CAEN. Based on a bibliographical research of active filtering, four topological axes are selected and developed to lead to four integrated circuit designs, among which two are realized. The first topology is based on the active inductance principle. This design is very advantageous in term of occupied surface and presents an important centre frequency tuning band. This filter was not realized because of its consumption, of its high noise figure and its limited linearity. The second topology is based on the LC filter principle. This realized differential circuit is composed of four coupled resonators based on NMOS transistors in order to constitute the fourth order. The third circuit which has also been realized is a first order LC differential filter. It is composed of an amplifier, an LC resonator, an impedance converter and a negative resistance. This filter has required a very rigorous electromagnetic analysis. Finally, a fourth circuit is presented as a perspective to this thesis work. This LC integrated filter uses a passive transformer made up of three inductances, without any compensating network, which generally degrades the total linearity of the filter.LIMOGES-BU Sciences (870852109) / SudocSudocFranceF

A high linearity low-noise amplifier in 0.25 μm BiCMOS Qubic4x for GSM application

International audienc

Tunable LNA filter design using coupled-inductor Q-enhancement

International audienc

Conception de filtres actifs analogiques radiofréquences récursifs et channélisés en technologie monolithique BiCMOS Silicium

Le thème principal de ce travail est la conception de topologies originales de filtres actifs radiofréquences en technologie BiCMOS Silicium. Dans une première partie, nous dressons un état de l art des différentes technologies intégrées. Dans une seconde partie, nous abordons la conception de deux filtres actifs reposant sur le principe des filtres récursifs. Le premier circuit, non-accordable, fait appel à une méthode originale basée sur l utilisation d un amplificateur différentiel pour réaliser la combinaison des signaux. Le second circuit, basé sur une approche cellulaire des filtres récursifs, est accordable indépendamment en termes de gain, bande passante et fréquence centrale. Dans une troisième partie, nous proposons deux solutions originales pour la réalisation de filtres channélisés intégrés reconfigurables. Ceux-ci permettent d atteindre, à partir de filtre d ordre peu élevé, d excellentes performances en terme de sélectivité grâce à la génération de zéros de transmission.The main topic of this work is the design of original radiofrequency active filter topologies in Silicon BiCMOS technology. In a first part, the state of the art of the different existing integrated technologies is described. In a second part, we present the design of the two active filters based on recursive principles. The first circuit, non-tunable, uses a differential amplifier in order to achieve signal summation. The second circuit, based on a cellular approach of recursive filters, can be tuned independently in terms of gain, bandwidth and central frequency. In a third part, we propose two original solutions for the realisation of integrated reconfigurable channelized filters. With such topologies, and using low-order filters, excellent performances can be achieved in terms of selectivity thanks to the generation of transmission zeros.LIMOGES-BU Sciences (870852109) / SudocSudocFranceF

BiCMOS tunable bandpass filters with coupled-inductor Q-enhancement

International audienc