Etude et conception de structures de filtrage actif radiofréquence ...

Chapitre II : Inductance active
Parmi les raisons les plus importantes d’absence d’adaptation en entrée dans les
publications, le fait d’avoir besoin d’utiliser des inductances réelles pour compenser l’effet
capacitif va à l’encontre du principe même du circuit.
Comme déjà constaté dans l’analyse bibliographique, les inductances actives
constituent une voie très prometteuse pour réaliser des filtres intégrés RF.
Après avoir choisi une topologie de départ qui sera détaillée dans les prochains
paragraphes, nous remarquons qu’il n’est pas très difficile, avec une polarisation idéale, de
retrouver les caractéristiques évoquées dans les articles publiés. Malheureusement, on
constate rapidement que les caractéristiques se dégradent si l’on veut adapter en puissance les
circuits et qu’ils souffrent d’une limitation fréquentielle au delà 2 GHz, et d’un facteur de
bruit élevé.
Pour compenser ce défaut et minimiser la consommation, on utilise durant la
conception le moins de transistors possible. D’autre part, la possibilité de faire varier
électriquement la valeur de cette inductance reste l’un des avantages majeurs de ce type de
fonction qui permet de contrôler sa fréquence centrale sans utiliser de capacités variables.
Pour augmenter le faible facteur de qualité d’une inductance active, les circuits de
compensation sont indispensables mais engendrent de sérieuses dégradations en bruit et en
linéarité ainsi qu’une forte augmentation de consommation.
Nous tentons, dans la suite, de résoudre ces problèmes en proposant des solutions
originales et intégrables sur silicium.
II. Conception de l’inductance active
On trouve dans la littérature une vaste panoplie de méthodes et de topologies qui
servent à concevoir des inductances actives. Notre but principal de cette partie n’est pas
d’inventer de nouvelles topologies mais plutôt de développer celles qui existent déjà et de les
utiliser afin d’obtenir un filtre différentiel complet sur silicium fonctionnant à 2 GHz.
Notre conception est inspirée des publications des références [1-2]. Leur principe est
basé sur le concept de la transformation d’impédance en utilisant les transconductances des
transistors MOS et leurs capacités parasites Cgs. Dans leurs publications, les auteurs
présentent plusieurs architectures utilisant deux simples transistors MOS. Ils analysent
plusieurs combinaisons et montrent leurs avantages et leurs inconvénients. Leurs conceptions
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