Rev. Phys. Appl. (Paris) 22, 1433-1450 (1987)
DOI: 10.1051/rphysap:0198700220110143300

Perspectives de forte puissance à l'état solide en ondes millimétriques

D. Lippens, M. R. Friscourt, P.A. Rolland et Y. Crosnier

Centre Hyperfréquences et Semiconducteurs, U.A. C.N.R.S. n° 287, Bât. P4, U.F.R. d'I.E.E.A., Université des Sciences et Techniques de Lille Flandres Artois, 59655 Villeneuve d'Ascq Cedex, France

Abstract
The tremendous effort devoted to three terminal devices actually in laboratories brings the supremacy of dipoles in question for power generation in the millimeter-wave frequency range. In this paper, we try to answer this question by concentrating on field effect transistors (MESFET and TEGFET), heterojunction bipolar transistor (HBT) transfert electron devices (TED) and impact ionization devices (IMPATT). It is shown that the performances of three terminal devices used in power amplification tend to be comparable with those obtained by means of two-terminal devices (typically 1 W at 30 GHz) in the low frequency range. On the other hand, for high frequency operation at and above 100 GHz, two terminal devices remain the most powerful avalaible solid state devices.

Résumé
Le formidable effort fait actuellement dans les laboratoires sur les composants de type tripôle pose la question du choix d'un composant pour la génération de puissance en ondes millimétriques, actuellement dominée par les dipôles à résistance négative. Dans cet article, nous essayons de répondre à cette question en considérant les composants à effet de champ (MESFET et TEGFET) bipolaire à hétérojonction (HBT), à transfert électronique (diode GUNN) et à ionisation par choc (diodes IMPATT). Nous montrons que dans le bas de la bande millimétrique les performances des composants tripôles en amplificateur de puissance tendent de plus en plus à être comparables à celles obtenues pour les composants dipôles en régime d'oscillation (typiquement 1 W à 30 GHz). Par contre pour des fréquences de l'ordre et supérieures à 100 GHz les composants dipôles se révèlent les plus puissants.

PACS
1350F - Solid state microwave circuits and devices.
2560F - Bulk effect devices.
2560H - Junction and barrier diodes.
2560J - Bipolar transistors.
2560S - Other field effect devices.

Key words
bipolar transistors -- Gunn devices -- high electron mobility transistors -- IMPATT diodes -- power transistors -- Schottky gate field effect transistors -- solid state microwave devices -- solid state power devices -- millimeter wave range -- power generation -- field effect transistors -- MESFET -- TEGFET -- heterojunction bipolar transistors -- HBT -- transferred electron devices -- TED -- impact ionization devices -- IMPATT -- three terminal devices -- power amplification -- 1 W -- 30 GHz -- 100 GHz