Brevet FR2484149A1 — publié le 19811211

"Déphaseur constitué par un transistor, à effet de champ, à double grille de type Schottky". L'invention concerne un procédé de déphasage d'un signal hyperfréquence, ainsi qu'un transistor à effet de champ à double grille de type Schottky utilisé en tant que déphaseur L'invention a trait au domaine des circuits hyperfréquences et de leurs applications. Selon l'art antérieur, il est connu de fabriquer des transistors à effet de champ à double grille de type Schottky (dénomw més en anglo-saxon "dualgate MESrET"), ainsi que de nombreuses applications de ces transistors,#notamment en tant que circuit amplificateur à contrôle automatique de gain, mélangeur, mélangeur autooscillant, discriminateur de fréquences et multiplieur de fréquences. L'invention est relative à une application nouvelle de ces transistors, en tant que déphaseur. Conformément à l'inventionç le procédé de déphasage est remarquable en ce que l'on in#jecte ledit signal sur une électrode de grille, d'un transistor à effet de champ à double grille de type Schottky, et en ce que l'on récupère le signal déphasé sur l'électrode de drain, alors que l'autre électrode de grille est soumise, à travers une impédance à effet inductif prédominant, à un potentiel approprié au déphasage désiré, l'électrode de source étant reliée à la terre. Selon un mode de réalisation préférentiel de l'invention, le procédé de déphasage est remarquable en ce que l'on injecte ledit signal sur la deuxième électrode de grille, comptée à partir de la source. De cette manière, le procédé de déphasage du signal hyperfréquence, conduit également à une amplification, alors que la valeur maximale du déphasage est sensiblement améliorée. Dans une variante de réalisation de l'invention, l'impédance est une inductance. La description qui va suivre, en regard des dessins annexés, donnés à titre non limitatif, permettra de mieux comprendre comment l'invention se réalise. La figure 1 représente un circuit de déphasage, selon l'art antérieur. La figure 2a représente une première variante de montage d'un transistor, pour une application en tant que déphaseur. La figure 2b représente une deuxième variante de montage. Les figures 3a et 3b, leurs caractéristiques respectives. Selon l'art antérieur, des circuits de déphasage de signaux hyperfréquences sont connus et réalisés notamment au moyen de diodes PIN. La figure 1 représente un tel circuit de déphasage, réalisé à partir de quatre cellules disposées de manière à produire des déphasages respectifs de 1800, 900, 450 et 22,50. Un tel circuit est connu de la publication de l'article "A fast switching, low loss, low drive, 12 GHz pin phase schifter", par B. LANCE et N. At-IITAY, dans l'1.E.ENTT-S 1979 International Nicrouave Symposium Digest. Cependant, un tel circuit présente quelques inconvénients, notamment en ce qu'il conduit nécessairement à des pertes d'insertion au moins égales à 1,6 dB, pour un déphaseur à seize états, dans la bande 11,7 - 12,2 GHz, et en ce que le déphasage stef- fectue par sauts et non pas de manière continue. Selon la présente invention, le déphaseur est remarquable en ce qu'il comprend un transistor à effet de champ à double grille de type Schottky, sur une électrode de grille duquel est injecté le signal alors que l'autre électrode de grille est soumise à travers une impédance à effet inductit prédominant, à un potentiel approprié au déphasage désiré, ledit signal étant récupéré sur l'électrode de drain, alors que l'électrode de source est reliée à la terre. Les transistors à effet de champ, à double grille de type Schottky, sont#connus de l'art antérieur et peuvent être utilisés dans des applications diverses ; ainsi, il est connu de les utiliser comme amplificateur à contrôle automatique de gain, de la revue I.E.E.E. Trans. MTT -23,NO 6,p 461-469, 1975, par l'article de C.A. LIECHTI "Performance of Dual Gate Gaas sESFET as gain controlled Low-noise amplifiers and High Speedmodulators". Il est connu également de les utiliser en tant que mélangeur et l'on citera pour exemple un article de S.Cripps and al. An experimental evaluation of X - Band Gaas Fet Mixer using single and dual-gate Devices, 1977, International Microuave Symposium Digest, p-285-287. D'autres applications sont connues et publiées,ainsi en tant que discriminateur de fréquences, ou multiplieur de fréquences (P.T. CHEN and al., "Dual Gate Gaas FET as a frequency multiplier at Ku-Band", 1978, MTT Microvave Symposium Ottawa, Canada, p. 309-311) mais non l'application de ces transistors en tant que déphaseur. Une première variante de montaye est représentée n la figure 2a, et une seconde variante à la figure 2b. Ces deux variantes différent essentiellement par les positions relative. dela grille d'entrée du signal et de la grille de commande du déphasage, dans l'ensemble du transistor. Dans les deux cas, l'électrode de source S est relié à la terre et l'électrode de drain D permet de récupérer le signal déphasé. Mais dans la première variante, telle que représentée à la figure 2a, la première électrode de grille G1 (par rapport à la source) est l'électrode sur laquelle est appliqué le signal d'entrée d'hyperfréquence, et la deuxième électrode de grille G2 est l'électrode de commande du déphasage, alors que dans la seconde variante, les fonctions des électrodes de grille sont inversées, le signal d'entrée étant appliqué sur l'électrode G2 l'électrode C1 permettant de commander la valeur du 3::I~i!hasaqe, Le procédé de déphasage est remarquable en ce qu'il est obtenu au moyen d'un transistor à effet de champ, à double grille dé type Schottky, alors que la valeur du déphasage est fonction de la tension appliquée à l'électrode de grille, dite de commande,dans l'une des deux configurations choisies. Les figures 3a et 3b représentent les caractéristiques respectives des deux montages des figures 2a et 2b. L'axe des abscisses est. gradué en volts et représente la tension appliquée à la grille de commande (G2 ou G1), alors que l'axe des ordonnées est gradué en degrés et représente la valeur du déphasage du signal récupéré sur l'électrode de drain, par rapport au signal envoyé sur l'électrode de grille (G1 ou G2). On représente également sur ces figures le gain en puissance exprimé en dB, pour les mêmes valeurs des tensions appliquées à la grille de commande, en une courbe représentée en trait fin. Il est à noter ici que le montage selon la figure 2b, qui consiste à introduire le signal hyperfréquence sur la deuxième grille G2, et à utiliser la première grille G1 comme électrode de commande du déphasage, par application d'une différence de potentiel approprié (-1,8 volt(VG1S En outre, selon une réalisation particulière de l'invention, l'impédance est une inductance. Les dispositions utilisées sont des dispositifs classiques développés par la Demanderesse et qui présentent une longueur de grille de O,8#un et une largeur de 150 l. Les courbes représentées aux figures 3a et 3b ont été déduites des résultats obtenus avec un signal hyperfréquence de 12 GHz. le dispositif était monté sur un support en alumine avec une impédance de ligne appropriée sur les deux grilles G1 et G2 et l'électrode de drain, alors que l'electrode de source était connectée directement à la terre, à travers un trou métallisé réalisé dans le support d'alumine. Les résultats obtenus, pour un signal hyperfreauence de 12 Gtiz, une tension de polarisation du transistor de 6 volts, et une inductance de l'ordre du nH, ont montré pour la configuration optimale selon la figure 2b, un déphasage possible entre 0 et 1200 qui variait d'une manière sensiblement linéaire et continue pour une tension de commande entrrs 3 volt et -1,0 volt , et un gain de puissance qui peut atteindre 5 dB. REVENDICATIONS : 1. Procédé de déphasage d'un signal hyperfréquence, caractérisé en ce que l'on injecte ledit signal sur une électrode de grille (G1 ou G2) d'un transistor à effet de champ à double grille de type Schottky, et en ce que l'on récupère le signal déphasé sur l'électrode de drain (D), alors que l'autre électrode de grille (G2 ou G1) est soumise, à travers une impédance à effet inductif prédominant, à un potentiel approprié au déphasage désiré, llélectrode de source (S) étant reliée à la terre 2. Procédé de déphasage d'un signal hyperfréquence et d'amplification, selon la reyendication 1, caractérisé en ce que l'on injecte ledit signal sur la première électrode de grille (Gl),comptée à partir de la source (S). 3. Procédé de déphasage, selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que l'impédance (Zi) est une inductance. 4. Déphaseur caractérisé en ce qu'il comprend un transistor à effet de champ à double grille de type Schottky sur une électrode de grille (G1 ou G2) duquel est injecté le signal, alors que l'autre électrode de grille (G2 ou Gl) est soumise, à travers une impédance à effet inductif prédominant, à un potentiel approprié au déphasage désiré, ledit signal étant récupéré sur l'électrode de drain (D), alors que l'électrode de source (S) est reliée à la terre. 5. Déphaseur amplificateur, selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'électrode de grille (G1) sur laquelle est injecté le signal est la première comptée à partir de l'électrode de source. 6. Déphaseur selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'impédance (Zi) est une inductance.