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Theses

Millimeter-wave and terahertz frequency synthesis on advanced silicon technology

Résumé : Ces dernières années les bandes de fréquence millimétriques et térahertz (THz) on tmontrées un fort potentiel pour de nombreuses applications telles que l’imagerie médicale et ,biologique, le contrôle de qualité ou les communications à très haut débit. Les principales raisons de cet intérêt sont les nombreuses propriétés intéressantes des ondes THz et millimétriques, telles que leur capacité traverser la matière et ceci de manière inoffensive ou le large spectre disponible à ces fréquences. Les applications visées nécessitent des sources de signaux énergétiquement efficaces, à forte puissance de sortie et, pour certaines applications, à faible bruit de phase. De plus, la demande croissante pour des applications dans ces bandes de fréquence imposent l’utilisation de technologie de hautes performances à coût métrisé et permettant une intégration à très grande échelle, telle que la technologie28nm CMOS FD-SOI. Dans ce contexte, cette thèse propose une solution innovante pour la génération de fréquence millimétrique et THz en technologie CMOS : l’oscillateur distribué verrouillé par injection. Les travaux présentés dans ce manuscrit englobent l’analyse détaillé de l’état de l’art et de ses limites, l’étude théorique approfondie de la solution proposée pour une intégration en ondes millimétriques, le développement d’une méthodologie de conception spécifique en technologie CMOS ainsi que la conception de démonstrateurs technologique. Les différents oscillateurs intégrés en technologie 28nm FDSOI et opérant à des fréquences respectivement de 134 GHz et 200 GHz ont permis de démontrer la faisabilité de sources de signaux millimétrique et THz, à forte efficacité énergétique, forte puissance de sortie et faible bruit de phase en technologie CMOS à très grande échelle d’intégration. Enfin, la capacité de verrouillage par injection de tels oscillateurs distribués a été démontrée expérimentalement ouvrant la voie à de futurs systèmes THz totalement intégrés sur silicium. Les solutions intégrées démontrées dans cette thèse ont, à l’heure actuelle, la plus grande fréquence d’oscillation dans un noeud Silicium 28nm CMOS.
Document type :
Theses
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https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-02329132
Contributor : Abes Star :  Contact
Submitted on : Wednesday, October 23, 2019 - 2:23:14 PM
Last modification on : Thursday, March 5, 2020 - 3:26:35 PM
Document(s) archivé(s) le : Friday, January 24, 2020 - 7:03:33 PM

File

GUILLAUME_RAPHAEL_2018.pdf
Version validated by the jury (STAR)

Identifiers

  • HAL Id : tel-02329132, version 1

Citation

Raphael Guillaume. Millimeter-wave and terahertz frequency synthesis on advanced silicon technology. Electromagnetism. Université de Bordeaux, 2018. English. ⟨NNT : 2018BORD0412⟩. ⟨tel-02329132⟩

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