Article

1 - FONCTIONNEMENT ET CARACTÉRISTIQUES ÉLECTRIQUES DU TRANSISTOR BIPOLAIRE

2 - DIFFÉRENTES ARCHITECTURES DE TRANSISTOR BIPOLAIRE

3 - FABRICATION ET INTÉGRATION AVEC LA TECHNOLOGIE CMOS (BICMOS)

4 - APPLICATIONS AUX CIRCUITS INTÉGRÉS

5 - CONCLUSION

6 - GLOSSAIRE

7 - SYMBOLES

Article de référence | Réf : E2427 v2

Transistors bipolaires intégrés - Technologies BiCMOS silicium germanium

Auteur(s) : Pascal CHEVALIER

Date de publication : 10 janv. 2021

Pour explorer cet article
Télécharger l'extrait gratuit

Vous êtes déjà abonné ?Connectez-vous !

Sommaire

Présentation

RÉSUMÉ

Cet article décrit le fonctionnement du transistor bipolaire et présente les procédés de fabrication associés dans le cas plus spécifique du transistor bipolaire à hétérojonction silicium/silicium germanium intégré en technologie BiCMOS. Les avantages et les contraintes de différentes architectures de transistor et des nœuds CMOS les intégrant sont détaillés. Les états de l’art des transistors et des technologies BiCMOS sont également revus et les défis de la montée en fréquence sont discutés. Enfin, les principales applications radiofréquences en gamme d’onde millimétrique (fréquence > 30 GHz) sont brièvement abordées et des performances de circuits intégrés sont présentées.

Lire cet article issu d'une ressource documentaire complète, actualisée et validée par des comités scientifiques.

Lire l’article

ABSTRACT

Integrated Bipolar Transistors Silicon Germanium BiCMOS Technologies

This paper explains the bipolar transistor device physics and presents the related manufacturing processes in the case of the Silicon / Silicon Germanium Heterojunction Bipolar Transistor integrated in BiCMOS technology. Advantages and constraints of different transistor architectures and CMOS nodes integrating them are covered. State-of-the-arts are presented for both the bipolar transistor and BiCMOS technologies and the challenges to further improve the frequency performance are debated. Finally, main radiofrequency applications in the millimetre-wave domain (frequency > 30 GHz) are briefly discussed and performances of integrated circuits are showed.

Auteur(s)

INTRODUCTION

Les transistors bipolaires intégrés avec les technologies CMOS ont donné naissance aux technologies BiCMOS (bipolar/CMOS), qui présentent l’intérêt de combiner les avantages des transistors bipolaires pour les circuits analogiques et radiofréquences (RF) à ceux des transistors à effet de champ (MOS) pour les fonctions numériques. Les principaux atouts des transistors bipolaires par rapport aux transistors MOS sont un gain supérieur (transconductance gM plus forte et conductance de sortie gD plus faible), un bruit basse fréquence plus faible, une meilleure tenue en tension (à vitesse égale), ainsi qu’une meilleure fiabilité. Les technologies BiCMOS regroupent plusieurs familles qui peuvent se classer en fonction de la gamme de tensions et de fréquences couvertes, et in fine des applications visées. Les technologies adressant les circuits haute tension intègrent généralement des transistors DMOS (Drift MOS) haute tension et sont de fait appelées BCD (bipolar/CMOS/DMOS). Les technologies intégrant des transistors bipolaires NPN et PNP complémentaires dans une technologie CMOS s’appellent C-BiCMOS (Complementary BiCMOS). Elles sont utilisées pour les circuits spécifiques dont les amplificateurs opérationnels. Enfin, les technologies auxquelles cet article s’intéresse plus particulièrement sont les technologies BiCMOS dites « rapides ». Elles sont principalement utilisées dans les réseaux d’infrastructures de communications optique et sans fil (RF), ainsi que pour les radars d’assistance à la conduite automobile. Leur principale caractéristique est d’intégrer des transistors bipolaires NPN à hétérojonction (TBH) silicium (Si)/silicium germanium (SiGe). Le fonctionnement et les caractéristiques électriques du transistor bipolaire, ainsi que les compromis associés, sont d’abord expliqués. Les différentes architectures de transistors, l’état de l’art des performances, ainsi que les défis de la montée en fréquence sont ensuite présentés. L’intégration BiCMOS et plus particulièrement les avantages et contraintes liés au nœud CMOS sont discutés. Enfin, quelques exemples d’applications des technologies BiCMOS rapides sont revues et les performances des circuits associées sont comparées avec ceux réalisés avec d’autres technologies.

Le lecteur trouvera en fin d'article un glossaire et un tableau des symboles utilisés.

Cet article est réservé aux abonnés.
Il vous reste 93% à découvrir.

Pour explorer cet article
Téléchargez l'extrait gratuit

Vous êtes déjà abonné ?Connectez-vous !


L'expertise technique et scientifique de référence

La plus importante ressource documentaire technique et scientifique en langue française, avec + de 1 200 auteurs et 100 conseillers scientifiques.
+ de 10 000 articles et 1 000 fiches pratiques opérationnelles, + de 800 articles nouveaux ou mis à jours chaque année.
De la conception au prototypage, jusqu'à l'industrialisation, la référence pour sécuriser le développement de vos projets industriels.

KEYWORDS

heterojunction bipolar transistor   |   silicon germanium   |   BiCMOS   |   radiofrequency

VERSIONS

Il existe d'autres versions de cet article :

DOI (Digital Object Identifier)

https://doi.org/10.51257/a-v2-e2427


Cet article fait partie de l’offre

Électronique

(232 articles en ce moment)

Cette offre vous donne accès à :

Une base complète d’articles

Actualisée et enrichie d’articles validés par nos comités scientifiques

Des services

Un ensemble d'outils exclusifs en complément des ressources

Un Parcours Pratique

Opérationnel et didactique, pour garantir l'acquisition des compétences transverses

Doc & Quiz

Des articles interactifs avec des quiz, pour une lecture constructive

ABONNEZ-VOUS

Cet article est réservé aux abonnés.
Il vous reste 95% à découvrir.

Pour explorer cet article
Téléchargez l'extrait gratuit

Vous êtes déjà abonné ?Connectez-vous !


L'expertise technique et scientifique de référence

La plus importante ressource documentaire technique et scientifique en langue française, avec + de 1 200 auteurs et 100 conseillers scientifiques.
+ de 10 000 articles et 1 000 fiches pratiques opérationnelles, + de 800 articles nouveaux ou mis à jours chaque année.
De la conception au prototypage, jusqu'à l'industrialisation, la référence pour sécuriser le développement de vos projets industriels.

Cet article fait partie de l’offre

Électronique

(232 articles en ce moment)

Cette offre vous donne accès à :

Une base complète d’articles

Actualisée et enrichie d’articles validés par nos comités scientifiques

Des services

Un ensemble d'outils exclusifs en complément des ressources

Un Parcours Pratique

Opérationnel et didactique, pour garantir l'acquisition des compétences transverses

Doc & Quiz

Des articles interactifs avec des quiz, pour une lecture constructive

ABONNEZ-VOUS

Sommaire
Sommaire

BIBLIOGRAPHIE

  • (1) - MATHIEU (H.), FANET (H.) -   Physique des semiconducteurs et des composants électroniques.  -  Dunod (2009).

  • (2) - ASHBURN (P.) -   SiGe Heterojunction Bipolar Transistors.  -  Wiley-Blackwell (2003).

  • (3) - ESAKI (L.) -   New Phenomenon in Narrow Germanium p − n Junctions.  -  Phys. Rev. 109, p. 603 (1958).

  • (4) - LAGARDE (D.) et al -   Band-to-band Tunneling in Vertically Scaled SiGe :C HBTs.  -  IEEE Electron Device Letters, vol. 27, n° 4, p. 275-277 (2006).

  • (5) - KRAFT (J.) et al -   Usage of HBTs beyond BVCEO .  -  Actes de la conférence IEEE BCTM, p. 33-36 (2005).

  • (6) - KIRK (C.T.) -   A Theory of Transistor CutOff Frequency (fT) Falloff at High Current Densities.  -  IRE...

1 Sites Internet

Google SOLI (détection des gestes par un radar)

https://atap.google.com/soli/

HAUT DE PAGE

2 Événements

Conférence : IEEE BiCMOS and Compound Semiconductor Integrated Circuits and Technology Symposium (BCICTS).

https://bcicts.org/

HAUT DE PAGE

Cet article est réservé aux abonnés.
Il vous reste 92% à découvrir.

Pour explorer cet article
Téléchargez l'extrait gratuit

Vous êtes déjà abonné ?Connectez-vous !


L'expertise technique et scientifique de référence

La plus importante ressource documentaire technique et scientifique en langue française, avec + de 1 200 auteurs et 100 conseillers scientifiques.
+ de 10 000 articles et 1 000 fiches pratiques opérationnelles, + de 800 articles nouveaux ou mis à jours chaque année.
De la conception au prototypage, jusqu'à l'industrialisation, la référence pour sécuriser le développement de vos projets industriels.

Cet article fait partie de l’offre

Électronique

(232 articles en ce moment)

Cette offre vous donne accès à :

Une base complète d’articles

Actualisée et enrichie d’articles validés par nos comités scientifiques

Des services

Un ensemble d'outils exclusifs en complément des ressources

Un Parcours Pratique

Opérationnel et didactique, pour garantir l'acquisition des compétences transverses

Doc & Quiz

Des articles interactifs avec des quiz, pour une lecture constructive

ABONNEZ-VOUS