Param`etres de bruit en r´egime non-lin´eaire et polarisation faible bruit

La caract´erisation des param`etres de bruit en fonction de la polarisation est tr`es importante, car elle permet de trouver quels seront les courants de polarisation permettant les meilleures performances en bruit. En r´egime non-lin´eaire, elle permet d’analyser l’´evolution des conditions faible bruit avec la puissance d’entr´ee, et de voir `a quel point les performances sont d´egrad´ees. Les mesures qui sont pr´esent´ees sont associ´ees `a des courbes de tendance (lin´eaire ou polyno- miale), qui permettent de mieux visualiser les r´esultats. De plus, elles sont param´etr´ees suivant trois puissances d’entr´ee qui sont relatives au r´egime lin´eaire (Pentr´ee = -30 dBm), faiblement

non-lin´eaire et fortement non-lin´eaire.

3.2.2.1 BFY405

Les quatre param`etres de bruit sont pr´esent´es pour ce composant aux figures 3.17 `a 3.20, pour Ic = 2 `a 20 mA. A la figure 3.17, les plus faibles facteurs de bruit minimum sont trouv´es

pour l’´etat de polarisation le plus bas (Ic = 2 mA) en r´egime petit signal. Ensuite, plus la

compression du gain augmente et plus le courant de collecteur au minimum de Fmin augmente.

Par exemple, au d´ecibel de compression la polarisation optimale est obtenue pour Ic = 6 mA, `a

3 dB elle devient Ic = 12 mA. A la figure3.18, le minimum de Rn est obtenu `a Ic = 6 mA pour

l’´etat lin´eaire et faiblement non-lin´eaire. De plus, nous constatons une forte augmentation de sa valeur lorsque la puissance d’entr´ee et le courant de collecteur augmentent. Le coefficient de r´eflexion optimal en bruit est repr´esent´e en module figure 3.19 et en phase `a la figure3.20. Le

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 0 1 2 3 4 5 Régim e linéaire 1 dB de com pression 3 dB de com pression F a c t e u r d e b r u it m in im u m ( d B ) Courant de collecteur (m A)

Fig. 3.17 –_{Facteur de bruit minimum en fonction} du courant de collecteur `a 4 GHz pour le BFY405.

Mesure : point, tendance : ligne.

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 0 10 20 30 40 50 60 Régim e linéaire 1 dB de com pression 3 dB de com pression R é s is t a n c e d e b r u it é q u iv a le n t e ( Oh m s ) Courant de collecteur (m A)

Fig. 3.18 –_{R´esistance de bruit ´equivalente en} fonction du courant de collecteur `a 4 GHz pour le

BFY405. Mesure : point, tendance : ligne.

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 Régim e linéaire 1 dB de com pression 3 dB de com pression C o e f f ic ie n t d e r é f le x io n o p t im a l e n b r u it ( m o d u le ) Courant de collecteur (m A)

Fig. 3.19 –_{Module du coefficient de r´eflexion} optimal en bruit en fonction du courant de collecteur `a 4 GHz pour le BFY405. Mesure :

point, tendance : ligne.

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 -180 -135 -90 -45 0 45 90 135 180 225 270 Régim e linéaire 1 dB de com pression 3 dB de com pression C o e f f ic ie n t d e r é f le x io n o p t im a l e n b r u it ( P h a s e ° ) Courant de collecteur (m A)

Fig. 3.20 –_{Phase du coefficient de r´eflexion} optimal en bruit en fonction du courant de collecteur `a 4 GHz pour le BFY405. Mesure :

point, tendance : ligne.

module minimum est d´etect´e aux environ de 14 mA pour les trois r´egimes de fonctionnement, nous faisons ´egalement remarquer l’augmentation importante de |Γopt| aux faibles courants (cas

les plus d´efavorables : module de 0,8). Le comportement de la phase de Γopt est plus ´etrange en

ce qui concerne les deux derniers points de mesure aux ´etats lin´eaire et faiblement non-lin´eaire. ´

Etant donn´e que le ph´enom`ene est reproductible pour les mesures en r´egime lin´eaire et `a faible compression, il s’agit sans doute de singularit´es li´ees aux composants.

3.2.2.2 BFY420

Nous constatons `a la figure3.21, que l’´evolution du facteur de bruit minimum est lin´eaire en fonction de la polarisation pour les trois niveaux d’entr´ee. Les plus faibles valeurs de Fmin sont

alors obtenues pour les courants de collecteur les plus faibles. A la figure 3.22, les r´esistances ´equivalentes de bruit ´evoluent de mani`ere lin´eaire en fonction de la polarisation pour des ´etats

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 0 1 2 3 4 5 Régim e linéaire 1 dB de com pression 3 dB de com pression F a c t e u r d e b r u it m in im u m ( d B ) Courant de collecteur (m A)

Fig. 3.21 –_{Facteur de bruit minimum en fonction} du courant de collecteur `a 4 GHz pour le BFY420.

Mesure : point, tendance : ligne.

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 0 10 20 30 40 Régim e linéaire 1 dB de com pression 3 dB de com pression R é s is t a n c e d e b r u it é q u iv a le n t e ( Oh m s ) Courant de collecteur (m A)

Fig. 3.22 –_{R´esistance de bruit ´equivalente en} fonction du courant de collecteur `a 4 GHz pour le

BFY420. Mesure : point, tendance : ligne.

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 Régim e linéaire 1 dB de com pression 3 dB de com pression C o e f f ic ie n t d e r é f le x io n o p t im a l e n b r u it ( m o d u le ) Courant de collecteur (m A)

Fig. 3.23 –_{Module du coefficient de r´eflexion} optimal en bruit en fonction du courant de collecteur `a 4 GHz pour le BFY420. Mesure :

point, tendance : ligne.

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 140 160 180 200 220 240 Régim e linéaire 1 dB de com pression 3 dB de com pression C o e f f ic ie n t d e r é f le x io n o p t im a l e n b r u it ( p h a s e ° ) Courant de collecteur (m A)

Fig. 3.24 –_{Phase du coefficient de r´eflexion} optimal en bruit en fonction du courant de collecteur `a 4 GHz pour le BFY420. Mesure :

point, tendance : ligne.

lin´eaire et faiblement non-lin´eaire. Ce n’est qu’`a tr`es forte puissance d’entr´ee qu’un minium de Rn est d´ecel´e `a 8 mA. Aux figures 3.23 et 3.24, le module du coefficient de r´eflexion optimal

en bruit varie peu avec la polarisation et la phase augmente lin´eairement. A faible courant de collecteur et fort niveau d’entr´ee, la charge optimale en bruit est ´eloign´ee du centre de l’abaque puisque le module atteint 0,6.

Finalement, les param`etres de bruit en r´egime non-lin´eaire ´evoluent de mani`ere ind´ependante vis-`a-vis du courant de collecteur. Une polarisation optimale pour un faible Fmin ne correspond

pas `a une polarisation optimale pour une faible valeur de Rn. En allant plus loin, une polarisation

optimale au d´ecibel de compression ne le reste pas si la puissance d’entr´ee augmente encore. La caract´erisation en r´egime non-lin´eaire des param`etres de bruit en fonction de la polarisation est alors indispensable s’il faut orienter la conception vers un amplificateur `a faible Fmin en r´egime