BNGR-HASS
Solution de compensation des pertes de l’inductance active: conductance négative
Principe de compensation
Les éléments passifs d’un résonateur (et plus généralement d’un quadripôle) entraînent l’apparition de pertes. Les techniques de compensation consistent à mettre un dipôle actif en parallèle (plus rarement en série) avec la composante passive du circuit à l’origine des pertes. L’objectif est alors d’améliorer le niveau de transmission du signal à travers le quadripôle.
Si l’on prend l’exemple d’une inductance spirale dans un circuit intégré (cet élément est de loin celui à l’origine des principales pertes), la compensation consiste à placer en parallèle (ou en série) un circuit simulant une résistance négative [[Kaun00, Kuhn98].
Ce type de circuit est basé sur le principe du gyrateur à coefficient négatif. Il permet d’augmenter le facteur de qualité Q du dispositif, conduisant ainsi à une meilleure sélectivité. Entrée Gyrateur (IA) -Gneg consiste physiquement à injecter le signal dans un dipôle actif pour qu’il soit réfléchi en étant amplifié, ce qui permet de compenser en partie l’affaiblissement dû aux pertes.
Ce dipôle est généralement constitué par un amplificateur associé à une contre-réaction. De façon schématique, il existe deux types de topologies, celles à contre-réaction passive et celle à contre-réaction active. Le quadripôle vu uniquement de son entrée devient un dipôle dont l’impédance a une partie réelle négative.
Dans les deux paragraphes qui suivent, nous présentons ces deux topologies. III.3. Topologie de compensation a contre-réaction passive Les topologies de compensation à contre-réaction passive consistent à associer un amplificateur soit une inductance passive (figure : 3.2 a), soit à une capacité (figures : 3.2b 3.2c) [Kara95-Moa93]. Ces dernières ont été les plus utilisées en filtrage actif [Kara95]. Yc -a- Lfb Ye Yc Ye Cfb -b- Ye
Figure 3. 2: Topologie de conductance négative à contre réaction passive [Kara95]. -c- Yc Cfb Les deux topologies 3.2 b et 3.2 c présentent plus d’intérêt car, en remplaçant la capacité par une varicap, on peut régler avec précision la valeur de la conductance par l’intermédiaire de la tension de commande. Par exemple, l’admittance de la topologie de la figure 3.2 c a pour expression [Kara95]: � �𝑒 = 𝜔2𝐶𝑔𝑠𝐶𝑓𝑏 −𝑔𝑚 +𝜔 𝐶𝑔𝑠𝐶𝑓𝑏 𝐶𝑔𝑠 + 𝐶𝑓𝑏 (3.1) Où Cfb est la capacité de contre-réaction.
Ceci correspond à une résistance négative en parallèle avec une capacité équivalente à l’association de Cgs et de Cfb en série. Les deux types de topologie ne peuvent pas répondre convenablement à notre objectif de compensation. La première topologie souffre de l’encombrement de l’inductance spirale et est 81 incompatible avec le principe de base de notre filtre qui consiste à utiliser une inductance Chapitre III 82 active.
Le second type de topologie ne permet pas d’obtenir de valeurs de conductances négatives suffisantes pour une bonne compensation, compte tenu des limitations technologiques sur les valeurs de la capacité Cfb. C’est la raison pour laquelle nous nous sommes intéressés aux structures à contre réaction active.
Proposition d’une nouvelle topologie a contre-réaction active
Les topologies à contre-réaction actives consistent à associer en parallèle deux amplificateurs en contre-réaction. Une possibilité est d’utiliser les trois montages fondamentaux du transistor « grille commune (GC) », « drain commun (DC) » et « source commune (SC) ».
Neufs structures résultant de la combinaison de ces montages ont été étudiées. Parmi ces structures, seules trois présentent une conductance négative. Ce sont, respectivement sur la figure 3.3, les associations (DC-GC), (GC-DC) et (SC-SC) [Brac01, Dard02].
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