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Conception de sources THz en technologies CMOS et BiCMOS avancées

Défi technologique : Réseaux de communication, internet des objets, radiofréquences et antennes (en savoir +)

Département : Département Systèmes (LETI)

Laboratoire : Laboratoire Architectures Intégrées Radiofréquences

Date de début : 01-09-2022

Localisation : Grenoble

Code CEA : SL-DRT-22-0638

Contact : alexandre.siligaris@cea.fr

Dans le cadre des activités de conception de circuits et de systèmes de communications sans fils à haut débit (hautes fréquences), on se propose d'explorer les bandes de fréquences de longueurs d'ondes sub-millimétriques. Forts d'une expérience dans le domaine millimétrique avec des réalisations de circuits intégrés radiofréquences innovants allant jusqu'à plusieurs dizaines de Gbps, de circuits pour l'imagerie sub-THz, nous souhaitons avancer plus loin sur ces thématiques et explorer des architectures permettant de réaliser des sources à fortes puissances d'émission autour de 300 GHz. En effet, les imageurs CMOS dans les bandes 300 GHz sont légions, mais il y a un manque de « sources de lumière » qui permettent « d'éclairer » les objets à imager et augmenter par conséquent la dynamique des images. Une approche niveau transistor va être adoptée par le(la) futur(e) thésard(e) afin d'explorer les architectures optimales pour la génération de puissance au-delà de 300 GHz. Des architectures de synchronisation et de recombinaison de plusieurs oscillateurs seront également étudiées avec pour but l'augmentation de la puissance du signal émis. Sans perdre de vue que le but de ces travaux est le rayonnement du signal généré, un accent sera également mis sur l'interface des circuits intégrés avec le système antennaire. Finalement, les circuits THz conçus devront aussi avoir la possibilité de verrouillage sous-harmonique, ce qui permettra d'envisager des synthèses de fréquence pour les télécommunications et/ou les radars de type FMCW. Ce travail sera effectué sur des plateformes technologiques CMOS et BiCMOS avancées (ex. CMOS 45nm SOI, B55x ?) Dans cette thèse, le (la) candidat(e) devra explorer différentes architectures au niveau circuit afin de réaliser des sources de fréquence THz. Le but est d'innover dans la conception et trouver les architectures les plus adaptées afin de réaliser des puissances élevées au-delà de 300 GHz sur des technologies Silicium. De plus, les architectures explorées devront avoir de la flexibilité dans leur implémentation pour pouvoir être verrouillées par injection sous-harmonique afin d'être utilisées dans le cadre de synthèse de fréquence au-delà de 300 GHz.

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