Afin de mesurer les performances de dispositifs en régime non linéaire, la plateforme a développé des bancs non linéaire, « Load-Pull » et dispose  d’un microscope Infrarouge.

Non Linéaire 50GHz

Pour caractériser les performances en puissance de dispositifs hyperfréquences la centrale dispose d’un analyseur de réseaux vectoriel non-linéaires opérant jusque 50GHz (Keysight N5245A). Ce système permet de déterminer le Gp (gain en puissance), la Pout (puissance disponible en sortie) ainsi que la Pae (power added efficiency) de transistors et amplificateurs.

Ces paramètres ne pouvant être déterminés qu’en régime saturé, un niveau élevé de puissance est nécessaire pour exciter le dispositif sous test. Pour cela plusieurs amplificateurs sont disponibles, 2 amplificateurs délivrant 10W de 6 à 18GHz, 2 amplificateurs délivrant 2 et 5W de 40 à 44GHz et un amplificateur délivrant 12W entre 39 et 40GHz.

Ces mesures peuvent être faites en mode « load-pull » en modifiant l’impédance présentée à la sortie du dispositif sous test, pour cela deux techniques possibles: load-pull passif (tuner) ou load-pull actif (charge active). Cela permet de déterminer l’impédance optimale pour maximiser le Gp, la Pout ou la Pae.

Toutes ces mesures sont possibles en mode CW (continu) ou impulsionnel (pulsed bias + pulse RF) avec une largeur d’impulsion de 1µs et un rapport cyclique de 1%. Les mesures impulsionnelles permettent de s’affranchir des phénomènes de pièges et de thermique, maximisant ainsi les performances des composants sous test.

Non Linéaire 94GHz

La centrale de caractérisation dispose aussi d’un système de caractérisation de puissance opérant à 94GHz. Tout comme le NVNA, ce système permet la caractérisation en puissance de dispositifs hyperfréquences tels que transistors et amplificateurs. Il dispose de deux amplificateurs de puissance opérant à 94GHz et délivrant +20dBm et +30dBm pour exciter le dispositif sous test ainsi que d’un tuner d’impédance permettant d’effectuer ces mesures en mode load-pull.

Microscope IR

Pour caractériser les phénomènes thermiques impactant les composants, l’IEMN dispose d’un microscope infrarouge QFI-MWIR512. Cet instrument permet d’effectuer une thermographie de la surface de l’échantillon avec une résolution spatiale de 3µm et une précision en température de 0.1°C dans une gamme de température allant jusque 500°C.

Ces mesures permettent d’étudier les caractéristiques thermiques de matériaux, de localiser des défauts sur des circuits ou des MEMS ou encore de valider des modèles thermiques de composants.

Contact : Etienne OKADA etienne.okada@iemn.univ-lille1.fr 03 20 19 79 30