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Tubes électroniques hyperfréquences - Tubes à onde progressiveArticle de référence | Réf : E1623 v1
Auteur(s) : Thierry LEMOINE
Date de publication : 10 févr. 2018
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Les traditions et les caractéristiques des tubes et de l’état solide ont conduit à des écarts de vocabulaire. Par exemple, les tubes présentent une courbe P out(P in) en cloche : passé un certain point, ils sont sursaturés et la puissance en sortie diminue lorsque la puissance en entrée augmente. Correspondant à une puissance d’entrée précise, le sommet de la courbe donne la puissance de sortie à saturation P sat. Un transistor ne présente pas cette réponse en cloche et il est toujours possible d’augmenter même très légèrement la puissance de sortie en augmentant la puissance d’entrée. Mais, c’est au détriment du gain, du rendement, de la linéarité, voire de la fiabilité. Les transistors présentant une compression de gain faible jusqu’à des puissances proches du maximum asymptotique, on retient souvent comme puissance maximale celle pour laquelle la compression de gain est égale à 5 dB (P 5dB), située environ 0,5 dB sous le maximum asymptotique. Lorsqu’il s’agit d’un amplificateur linéaire fonctionnant en recul (back off), sauf indication contraire on définit l’OBO (recul en puissance de sortie) par rapport à P sat pour un tube, et par rapport à P 5dB pour un transistor.
Autre différence avec un TWT ou un klystron, un transistor individuel présente un gain limité, entre 9 et 20 dB, voire moins, et un concepteur se réfère rarement à son rendement électrique total (appelé drain efficiency, η D pour un transistor à effet de champ), mais plutôt à son rendement sur la puissance ajoutée PAE (Power Added Efficiency).
Si P DC représente la puissance totale fournie par l’alimentation au transistor, G = P out/P in le gain, P out la puissance RF en sortie sur le fondamental, et P in la puissance RF en entrée, rendement et PAE sont définis de la façon suivante :
et
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ÉLECTRONIQUE
(1) - MISHRA (U.K.), SINGH (J.) - Semiconductor Device Physics and Design. - Springer (2008).
(2) - BAHL (I.J.) - RF and Microwave Transistor Amplifier. - Wiley (2009).
(3) - WALKER (J.L.B.) - Handbook of RF and Microwave Power Amplifiers. - Cambridge (2012).
(4) - MATHIEU (H.), FANET (H.) - Physique des semiconducteurs et composants électroniques. - Dunod (2009).
(5) - SZE (M.S.) - Physics of Semiconductors Devices (2nd Ed.). - Wiley (1981).
(6) - GREBENNIKOV (A.), SOKAL (N.O.), FRANCO (M.J.) - Switchmode RF and Microwave Power Amplifiers. - Academic Press (2012).
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L'édition annuelle des proceedings de l’IMS (MTT-S) et EuMW.
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Une liste complète serait difficile à établir dans le cas de l’état solide, compte tenu de la diversité des acteurs. Il faudrait prendre en compte les fabricants des wafers épitaxiés, les fonderies (ouvertes ou non, voire captives, certaines étant de gros laboratoires industriels avec une activité de recherche prédominante), les « design house », les sociétés d’assemblage micro-électronique, et les fabriquant d’émetteurs, voire certains distributeurs. Le tableau 1 ne s’intéresse qu’aux fonderies RF (hors composants pour alimentations et VDMOS).
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