Brevet FR2566966A1 — publié le 19860103

"CIRCUIT DE POLARISATION REGLABLE ET DE LIAISON HYPER- FREQUENCE" La présente invention concerne un circuit de polarisation réglable et de liaison hyperfréquence, four- nissant sur une borne de sortie une tension de polarisation ajustable, en réponse aux variations d'une tension conti- nue de commande appliquée à une borne de commande, et transmettant avec une faible-atténuation un signal hyper- fréquence entre une borne d'entrée et la borne de sortie, lesdites bornes d'entrée et de sortie étant connectées entre elles par un condensateur de découplage. Un circuit de polarisation réglable et de liaison hyperfréquence connu, du type de celui décrit dans le préambule, est constitué, en plus du condensateur de découplage, par une inductance élevée reliant la borne de commande à la borne de sortie. Dans ce circuit classique, la tension continue de commande est directement appliquée à la borne de sortie, l'inductance présentant une impédance négligeable. Par contre, en hyperfréquence, le condensa- teur et l'inductance ont une impédance respectivement très faible et très élevée, de sorte que le signal hyperfréquence est transmis sans atténuation de la borne d'entrée à la borne de sortie. Ce type de circuit connu présente cepen- dant l'inconvénient de ne pas être facilement intégrable car, étant constitué d'un condensateur et d'une inductance, il occupe une surface très importante, ce qui en augmente considérablement le coût. Le but de la présente invention est de remé- dier à cet inconvénient en proposant un circuit de polarisa- tion réglable et de liaison hyperfréquence facilement inté- grable sur une faible surface. En effet, selon la présente invention, un circuit de polarisation réglable et de liaison hyperfré- quence, fournissant sur une borne de sortie une tension de polarisation ajustable, en réponse aux variations d'une tension continue de commande appliquée à une borne de commande, et transmettant avec une très faible atté- nuation un signal hyperfréquence entre une borne d'entrée et la borne de sortie, lesdites bornes d'entrée et de sortie étant connectées entre elles par un condensateur de décou- plage, est notamment remarquable en ce qu'il comporte un premier transistor à effet de champ dont la source est alimentée par un générateur de courant constant et est reliée à la borne de sortie, tandis que la grille du tran- sistor est reliée, d'une part, à la borne de commande par une résistance, et, d'autre part, à la source du transis- tor par un élément capacitif. Ainsi, comme on.'le verra en détail plus loin, le transistor à effet de champ fonctionne à courant drain- source constant, ce qui, pour des valeurs suffisamment éle- vées de la tension drain-sourcetypiquement supérieures à 1 volt, correspond à un fonctionnement à tension grille- source constante. La tension appliquée à la grille étant sensiblement égale à la tension continue de commande, la tension de polarisation de sortie est reliée linéairement à la tension de commande et donc reproduit les variations de cette tension de commande. Par ailleurs, en hyperfré- quence, l'élément capacitif constitue un court-circuit entre la grille et la source du transistor à effet de champ qui fonctionne alors à tension alternative grille- source nulle avec pour conséquence que le transistor pré- sente une impédance de sortie élevée. La résistance ayant elle-même une valeur élevée, la transmission du signal hy- perfréquence par le circuit selon l'invention se fait sans ou avec une très faible atténuation. Dans un mode de réalisation avantageux de l'invention, le générateur de courant constant est cons- titué par un deuxième transistor à effet de champ dont le courant entre le drain et la source reste sensiblement constant lors des variations de la tension continue de commande. Comportant essentiellement deux transistors à effet de champ, le circuit selon l'invention peut être réalisé sous forme intégrée sur une petite surface et ce d'autant plus qu'il est prévu que l'élément capacitif est constitué par une diode polarisée en inverse. La description qui va suivre en regard des dessins annexés, donnés à titre d'exemples non limitatifs, fera bien comprendre en quoi consiste l'invention et comment elle peut être réalisée. La figure 1 est un schéma d'un circuit de polarisation réglable et de liaison hyperfréquence selon l'invention. La figure 2 est un diagramme de fonctionne- ment du circuit de la figure 1. La figure 3 est un schéma d'un mode de réa- lisation du circuit de la figure 1. La figure 4 est un graphique donnant les variations de la tension ajustable en fonction de la tension de commande. La figure 1 montre un circuit de polarisation réglable et de liaison hyperfréquence, fournissant sur une borne 12 de sortie une tension Vo de polarisation ajus- table, en réponse aux variations d'une tension Vc continue de commande appliquée à une borne 13 de commande. Ce circuit transmet avec une faible atténuation un signal hyperfré- quence entre une borne 14 d'entrée et la borne 12 de sortie, lesdites bornes d'entrée et de sortie étant connectées entre elles par un condensateur 15 de découplage. Comme on peut le voir à la figure 1, le circuit selon l'invention com- porte un premier transistor lî à effet de champ dont la source SI est alimentée par un générateur 22 de courant constant et est reliée à la borne 12 de sortie. Par ailleurs, la grille Gl du transistor ll est reliée, d'une part, à la borne 13 de commande par une résistance RI et, d'autre part, à la source S1 du transistor 11 par un élément capa- citif 16. Le courant de grille du transistor 11 étant de l'ordre de quelques nanoampères, la chute ohmique introduite par la résistance Rl (de l'ordre de quelques dizaines de kiloohms) est négligeable, de sorte que l'on peut écrire VGl = Ve La tension Vo de polarisation à la borne 12 de sortie vaut donc Vo = Vc - (VGs)1 (1) Soit Io le courant imposé par le générateur 12 de courant. La figure 2 montre que pour des valeurs suf- fisantes de (VDS)i, typiquement quelques volts, la tension (VG5)ldu transistor 11 est sensiblement constante. La relation (1) entre les tensions Vo et Vc est alors linéaire. En particulier, si le courant fourni par le générateur 12 - de courant est le courant maximal (IDSS)l du transistor 11, (VGs)l est nulle et Vo = Vc (2), la tension Vo de polarisation reproduit alors exactement, au moins dans une certaine région, les variations de la tension Vc de commande, ainsi qu'on peut le voir sur le graphique de la figure 4. La figure 3 montre un circuit selon l'inven- tion dans lequel le générateur 22 de courant constant est constitué par un deuxième transistor à effet de champ. Comme l'indique l'exemple de la figure 3, ce deuxième tran- sistor 22 fonctionne à (VGs)2 = O. Par conséquent, pour une tension (VDS)2 suffisamment grande (VDs)2 > 1V), le cou- rant (ID)2 entre le drain D2 et la source S2 reste sensi- blement constant et égal à (IDSS)2 lors des variations de la tension Vc continue de commande. Il est clair que, dans ce cas, le premier transistor 11 à effet de champ doit ad- mettre au moins le courant (IDSS)2 du deuxième transistor 22 et donc que (1 DSS)2 (IDSS)l L'égalité se produit quand les deux transistors sont iden- tiques. S'ils ne le sont pas, il est nécessaire que, à longueur de canal égale, la largeur de canal du premier transistor 11 à effet de champ soit au moins égale à la largeur de canal du deuxième transistor 22 à effet de champ. Dans les modes de réalisation des figures 1 et 3, une résistance limitatrice R2 a été placée sur le drain Dl du premier transistor 11. Vis à vis du signal hyperfréquence vi appli- qué à la borne 14 d'entrée, l'élément capacitif 16 pré- sente une très faible impédance et se comporte comme un court-circuit, de sorte que l'admittance du circuit est donnée par 1 1 Y = (gds) 1 R2 Rl (gds)2 grandes, conduit à de faibles admittances gds' Numérique- ment, pour des transistors à effet de champ sur arséniure de gallium ayant une largeur de canal de 10 ym, 1/gds est de l'ordre de 12 k.A. Avec R1 >50 k4et R2 = 600 L, l'impédance du circuit est de 6 k fsL. Ainsi, lorsque le circuit destiné à recevoir la tension de polarisation ajus- table Vo présente une impédance d'entrée de l'ordre de 6k-At, le signal de sortie vo est sensiblement égal au signal d'entrée vi. Un avantage du circuit selon l'invention est qu'il est très facilement intégrable sur une surface très réduite. Dans ce but, et comme on peut le voir à la figure 3, l'élément capacitif 16, de même que le condensateur 15, est constitué par une diode, du type Schottky par exemple, polarisée en inverse et réalisée comme les grilles des transistors. Un autre avantage du circuit selon l'in- vention est qu'il présente une faible consommation. Des valeurs suffisantes pour (VD$)1 et (VDS)2 sont obtenues en appliquant, par exemple, aux bornes du circuit des tensions de polarisation VD et V$ de l'ordre, respectivement, de +5V et -4V pour des varia- tions de 3V de la tension continue Vc de commande. REVENDICATIONS: 1. Circuit de polarisation réglable et de liaison hyperfréquence, fournissant sur une borne (12) de sortie une tension (Vo) de polarisation ajustable, en réponse aux variations d'une tension (Vc) continue de commande appliquée à une borne (13) de commande, et trans- mettant avec une faible atténuation un signal hyperfréquence entre une borne (14) d'entrée et la borne (12) de sortie, lesdites bornes d'entrée et de sortie étant connectées entre elles par un condensateur (15) de découplage, caractérisé en ce qu'il comporte un premier transistor (11) à effet de champ dont la source (S1) est alimentée par un générateur (22) de courant constant et est reliée à'la borne (12) de sortie, tandis que la grille (,G1) du transistor (11) est reliée, d'une part, à la borne (13) de commande par une résistance (R1), et, d'autre part, à la source (Sl) du transistor (11) par un élément capacitif (16). 2. Circuit selon la revendication 1, carac- térisé en ce que le générateur (22) de courant constant est constitué par un deuxième transistor à effet de champ dont le courant ((IDS)2) entre le drain (D2) et la source (S2) reste sensiblement constant lors des variations de la tension (Vc) continue de commande. 3. Circuit selon la revendication 2, caracté- risé en ce qu',à longueur de canal égale, la largeur de canal du premier transistor (11) à effet de champ est au moins égale à la largeur de canal du deuxième transistor (22) à effet de champ. 4. Circuit selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'élément capacitif (16) est cons- titué par une diode polarisée en inverse.