Circuits de photo-réception adaptés très faibles bruits et à grande dynamique

Ce travail s'inscrit dans le cadre d'un projet commun soutenu par la DGA (procédure RAPID), le projet Récepteur Optique Hyperfréquences LArge Bande ou ROHYLAB, dont VectraWave fait parti. Ce travail de thèse s'inscrit dans le domaine de la radio-sur-fibre en particulier au niveau de la réception. Nous nous inscrivons dans le contexte des photorécepteurs faible bruit, le but étant d'optimiser l'interface optique-électrique de ceux-ci tout en garantissant une grande dynamique. Après avoir présenté les avantages de la radio-sur-fibre à savoir : hauts débits, robustesse et encombrements, nous présentons les photorécepteurs et les différents paramètres qui les caractérisent. Cette étape nous permet de les comparer entre eux en les regroupant en fonction des techniques de conception utilisées dans la littérature. Cette étape nous permet d'identifier la technique de conception à utiliser. Nous choisissons de concevoir photorécepteur bande étroite dont on viendra élargir la bande. Nous définissons ensuite les paramètres nécessaires à la comparaison des technologies entre elles afin de justifier le choix de la technologie de transistor à utiliser. Nous étudions le photorécepteur en tant que système afin de mettre en évidence l'importance des paramètres présentés précédemment sur les performances de celui-ci. De cette analyse nous proposons une méthode de conception bande étroite liant l'ensemble des grandeurs. Nous montrons aussi comment estimer les performances limites en fonction de la technologie utilisée pour la photodiode et celle de l'amplificateur. Aussi nous montrons l'expression de cercles à densité équivalente de courant de bruit constants et de cercles à transimpédance constants. A partir de la modélisation théorique du photorécepteur et l'expression théorique des grandeurs caractéristiques, nous proposons la mise en œuvre et l'utilisation des outils présentés au chapitre précédent avec un logiciel de conception assisté par ordinateur. Nous montrons la modélisation de composants opto-microondes dans un environnement de simulation électrique. A l'aide de ces outils nous concevons trois photorécepteurs faible bruit et à grande dynamique dans la bande 2,9 GHz - 3,4 GHz. Les objectifs fixés sont : 300 de transimpédance, 5 pA/pHz. Ces circuits ont été simulés sous l'environnement électrique ADS mais aussi sous l'environnement électromagnétique MOMEMTUM. Les trois circuits présentent des performances records en bruit à de 3 GHz vis à vis de l'état de l'art. La réalisation du deuxième circuit conçu permet la caractérisation des photorécepteurs dans la bande 2,9 GHz - 3,4 GHz. Nous validons ainsi la démarche et proposons un circuit compétitif vis-à-vis de l'état de l'art. Dans une dernière section de cette thèse, nous illustrons le fait que cette méthode peut être exploitée sur d'autres technologies. Nous mettons en avant aussi le fait que l'on peut envisager la conception de photorécepteurs autour de 20 GHz. Nous envisageons aussi l'utilisation d'une inductance active pour réaliser des photorécepteurs accordables en fréquence pour des fréquences basses