Première utilisation réussie au monde d'un circuit électrique pour compenser les distorsions des signaux électriques dues à la chaleur

À mesure que les circuits deviennent plus petits et plus densément peuplés d’éléments de circuit, les caractéristiques électriques des composants deviennent plus sujettes à l’influence de la chaleur générée. "L'interaction entre les phénomènes thermiques et électriques est l'un des problèmes les plus gênants dans les circuits intégrés analogiques et numériques", expliquent Ryo Ishikawa, Junichi Kimura et Kazuhiko Honjo de l'Université d'électrocommunications de Chofu-shi, au Japon.

Dans cet article, les chercheurs présentent la première méthode au monde pour compenser les perturbations Caractéristiques électriques en utilisant un circuit électrique qui annule la distorsion du signal provoquée par le comportement thermique d'un transistor bipolaire à hétérojonction. Ces recherches devraient permettre de concevoir des dispositifs mieux équipés pour gérer les effets de la chaleur.

Un signal haute fréquence modulé est déformé par le comportement thermique à travers des phénomènes d'intermodulation complexes, bien que la réponse en température du circuit soit lente. Les chercheurs ont modélisé les effets thermiques d'un transistor bipolaire à hétérojonction dans un circuit intégré à l'aide de résistances thermiques et de condensateurs thermiques. Le éléments de circuits étaient disposés dans un « circuit en échelle » comprenant des unités répétitives de résistances thermiques et de condensateurs thermiques. Pour compenser la distorsion du signal sur le circuit intégré, un « circuit en échelle » électrique a été connecté.

Bien que la validité du circuit en échelle électrique pour compenser la distorsion du signal ait déjà été confirmée par des expériences et des simulations, une dérivation théorique du comportement fait jusqu'à présent défaut. Honjo et son équipe ont dérivé des expressions non linéaires décrivant les paramètres du circuit et ont résolu les expressions à l'aide d'expansions en série. Le modèle se compare bien aux expériences et aux simulations.

Les expériences portant sur un amplificateur de puissance à transistor bipolaire à hétérojonction InGaP/GaAs fonctionnant à 1,95 GHz fournissent une validation convaincante de leur conception analytique, soulignant son potentiel pour la conception circuits qui supportent mieux les effets de la chaleur.