Laboratoires, pour proposer une thématique de recherche

Fondé en 1987, STMicroelectronics est aujourd’hui le premier fabricant européen de semi-conducteurs avec plus de 53 000
collaborateurs et est présent dans 36 pays. Nos composants sont au cœur de tous les systèmes électroniques de
télécommunication, informatique, automobile, grand public, cartes à puces… Nous recherchons :
Intitulé
Femto Second Sampler
Il s'agit d'une thèse orientée conception devant déboucher sur une solution
d’un échantillonneur ultra rapide rendant possible la conception de
convertisseurs Analogique Digital ultra performant. L’objectif est de modifié
le compromis bande passante / nombre de bits effectifs.
Descriptif
Contexte
Le développement des technologies submicroniques (<32nm) a ouvert des
capacités de traitement de l’information sans précédent, entrainant une
demande pour des ADCs (convertisseurs analogiques numériques) capables
d’échantillonner toujours plus de bande passante, à des fréquences
d’échantillonnage toujours plus élevées.
De nombreuses réalisations ont montrés que l’augmentation de la fréquence
d’échantillonnage pouvait être résolue par une distribution de l’information
dans de multiples sous-ADCs.
La fonction d’échantillonnage, quant à elle, continue de traiter le signal
d’entrée « pleine bande » et requiert des précisions <10fs pour des signaux
de plusieurs GHz et de résolution effective >12bits.
Ces précisions temporelles ne sont aujourd’hui pas accessibles avec les
moyens classiques de l’électronique, et l’on se propose dans ce travail de
recherche d’utiliser conjointement la précision temporelle des lasers à
impulsion, et les technologies photoniques et BiCMOS avancées pour faire
l’échantillonnage de ces signaux à très haute fréquences.
Les applications visées vont du codage des bandes satellite, câble terrestre,
ou militaires, aux stations de base, en passant par l’instrumentation
(oscilloscopes temps réel).
Outils de simulation
Cette thèse est une thèse orientée conception. Les simulateurs sont Eldo de
chez MENTOR et ADS de chez Agilent. Ces simulateurs permettent
l’utilisation de bibliothèques de composants prédéfinis (générateurs de
modulations complexes, analyse de signaux, ….) et de composants
spécifiques (exemple : photodiode, …). Un simulateur optique sera
disponible pour la partie optique.
Plan de thèse
La thèse commencera par l’étude des différents principes de
l’échantillonneur optique et de leurs applications. Une réalisation sur silicium
sera prévue durant cette première phase.
Cette étude permettra de se familiariser avec le logiciel de simulation
optique (moteurs de simulations, analyse des résultats, …). Durant cette
partie le doctorant devra participer aux mesures et modéliser
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l’échantillonneur réalisé.
Dans une deuxième phase le doctorant devra participer à la conception du
convertisseur Analogique Digital en technologie CMOS avancée (65nm ou
28nm FDSOI). Comme pour la première partie le doctorant participera à la
mesure du circuit réalisé.
Dans une troisième phase on assemblera grâce aux techniques 3D
innovantes les deux fonctions pour une réalisation finale.
Encadrement des travaux
Ces travaux s’appuieront notamment sur les études de l'IMEP-LAHC
(Université de Savoie) dans le domaine des échantillonneurs optiques
discrets et sur l’expertise acquise au sein des équipes de conception de
circuits optoélectronique et de convertisseurs AD de STMicroelectronics
(Crolles).
Bibliographie
-“RF Frequency Response of Photoconductive Samplers”
Jean-François Roux, Jean-Marie Delord, and Jean-Louis Coutaz
IEEE JOURNAL OF QUANTUM ELECTRONICS, VOL. 47, NO. 2, FEBRUARY 2011
-“High speed photoswitching: from material properties to device performances”
J.-F. Roux*, J.-M. Delord, and J.-L. Coutaz
P hys. Status Solidi C 6, No. 12, 2843–2845 (2009)
-“Study of Optoelectronic Sampler Linearity for Analog-to-Digital Conversion of RF
Signals”
Jean-Marie Delord, Jean-François Roux, Jean-Louis Coutaz, and Nicolas Breuil
IEEE PHOTONICS TECHNOLOGY LETTERS, VOL. 21, NO. 19, OCTOBER 1, 2009
Niveau d’étude requis
BAC + 5
Compétences requises
Electronique, Optique
Dates et lieu de la
thèse
Contact
Septembre 2013, IMEP-LAHC (Université de Savoie) + STMicroelectronics
Crolles (38)
- Denis PACHE [email protected]
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