Numéro
Rev. Phys. Appl. (Paris)
Volume 18, Numéro 4, avril 1983
Page(s) 213 - 227
DOI https://doi.org/10.1051/rphysap:01983001804021300
Rev. Phys. Appl. (Paris) 18, 213-227 (1983)
DOI: 10.1051/rphysap:01983001804021300

Méthodologies d'étude expérimentale et de conception assistée par ordinateur des amplificateurs de puissance à TEC GaAs (+)

J. Kamdem1, R. Maimouni2, C. Azizi3, J. Graffeuil2 et P. Rossel2

1  C.N.E.T.-Lannion, route de Trégastel, B.P. 40, 22301 Lannion Cedex, France
2  L.A.A.S.-C.N.R.S., 7, av. du Colonel Roche, 31400 Toulouse, France
3  Université de Constantine, Algérie


Abstract
This paper is devoted to the characterisation and to the study of the GaAs-FET properties when this device is used as a microwave power amplifier. First, an experimental method based on the large signal impedance concept, is used for determining the major parameters (input and output impedances, power gain, impedance matching levels, output power) of this device. Second, a theoretical computer-aided-design procedures is proposed : it's based on a time-domain circuit analysis for obtaining the current, voltage, and microwave power values at the device terminals. This analysis provides i) the output power versus the input power characteristics, ii) the large signal impedance contours on the Smith chart, and iii) the matching input and output circuit configuration for obtaining the best power gain or the maximum output power values. The comparison between the theoretical analysis and the experimentally obtained results is finally proposed.


Résumé
Deux méthodologies d'étude des amplificateurs hyperfréquences de puissance, classe A, à transistor à effet de champ (TEC) au GaAs sont développées. On décrit, tout d'abord, une méthode expérimentale de caractérisation des TEC pour le régime des forts signaux, basée sur la notion de définition d'impédances grands signaux. On développe, en second lieu, une procédure de simulation sur ordinateur des performances de ce dispositif en régime des grands signaux à partir du modèle non linéaire du TEC GaAs élaboré au L.A.A.S. Le principe de la méthode est basé sur l'analyse dans le domaine temporel des formes d'ondes de puissances qui transitent dans le transistor. On en déduit d'une part, les courbes d'évolution de la puissance fournie à la charge en fonction de celle qui arrive sur la grille du TEC, d'autre part, les diagrammes d'impédance à gain constant, et enfin les valeurs théoriques des impédances grands signaux dont la connaissance permet de calculer la configuration des circuits d'adaptation de l'amplificateur associé. On procède, ensuite, à une comparaison théorie-expérience des résultats.

PACS
1130B - Computer aided circuit analysis and design.
1220 - Amplifiers.
1350F - Solid state microwave circuits and devices.
2560S - Other field effect devices.

Key words
circuit analysis computing -- field effect transistors -- gallium arsenide -- III V semiconductors -- microwave amplifiers -- power amplifiers -- time domain analysis -- CAD -- GaAs FET microwave power amplifiers -- large signal impedance -- time domain circuit analysis -- Smith chart