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Future wireless communications (often referred to as 5G) are expected to operate at much higher frequencies compared to today’s wireless systems. During this thesis, we have investigated the option to use high frequency crystal oscillators, which along with a PLL, will generate the RF LO signal in the mmW range. Different topologies that consume low power and deliver low phase noise for better channel capacity have been studied and presented. In this report we provide a detailed analysis of crystal oscillator theory and designand we discuss techniques that we have used to simulate our models. During this project we have encountered various challenges such as parasitic oscillation, start-up behaviour and effects from package modeling. All these issues are discussed in detail while solutions, examples and results are demonstrated. Finally, along with the crystal oscillator we have also proceeded in the design of a buffer for a better input/output isolation. A squarer has been implemented for greater power savings.

Class of 2015 Abstract / Objectives: To assess the solubility and stability of tetracycline in compounded miracle mouthwash solutions over time, and at different temperatures (room temperature versus refrigerated) and pH (unaltered versus pH 7). Methods: Miracle mouthwash (MMW) solutions were compounded using tetracycline HCl capsules and 1:1 pseudo-dexamethasone elixir and diphenhydramine. High-performance liquid chromatography (HPLC) was used to measure the tetracycline concentrations in the MMW samples tested. Data on tetracycline crystal composition over time were also collected using powder x-ray diffraction, differential scanning calorimetry (DSC), and thermal gravimetric analysis (TGA). Results: For the tetracycline MMW solutions stored at room temperature, only 16% of the original tetracycline remained in solution after 24 hours, stabilizing at 65-81 mcg/mL on day 5 then decreasing further down to 45 mcg/mL by day 15. Similar results were obtained for the refrigerated tetracycline MMW solution (11% of original concentration after 5 days, with a decrease from 31-54 mcg/mL on day 5 to 22 mcg/mL on day 15). Tetracycline concentrations appeared to undergo a steeper decline in MMW solutions of pH 7 than in unadjusted MMW solutions (pH 4.68). All MMW samples exhibited a conversion from tetracycline HCl to tetracycline hexahydrate. Conclusions: Tetracycline solubility decreases rapidity in MMW within 24 hours of compounding regardless of temperature. MMW solutions at pH 7 may have further reduced solubility. Stability decreases at a stable rate from tetracycline HCl to tetracycline hexahydrate.

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The rotational spectrum of ScO (X-2 Sigma(+)) has been measured in the gas phase in the frequency range 30-493 GHz using a combination of Fourier transform microwave/millimeter-wave (FTM/mmW) and submillimeter direct absorption methods. This work is the first pure rotational study of this radical. Both the ground vibrational and v=1 states were observed. ScO was created from the reaction of metal vapor, produced either by a laser ablation source or a Broida-type oven, and N2O, in the former case heavily diluted in argon. Extensive hyperfine structure was observed in the FTM/mmW data, although the spin-rotation splitting was found to be small (similar to 3 MHz). In the mm-wave spectra, however, the fine and hyperfine structure was blended together, resulting in broad, single lines for a given transition N + 1 <- N. The data were analyzed in a combined fit using the very accurate hyperfine measurements of Childs and Steimle (1988), employing a Hund's case b Hamiltonian, and an improved set of rotational and centrifugal distortion constants were determined. These measurements improve the accuracy of predicted frequencies for astronomical searches by 14-18 MHz, or 16-20 km/s, in the 1 mm region - a difference of half to a full linewidth for certain interstellar sources. This work also demonstrates the capabilities of the FTM/mmW spectrometer at 61 GHz.

近年來，由於天災、人禍頻傳造成的傷害，致使民眾的痛苦指數呈現直線攀升，例如美國次貸風暴釀成全球經濟危機、日本大海嘯造成成千上萬的民眾陷入困境、洪水肆虐造成農業與經濟的衰退等。基此，公益活動的發起將有助於安穩民眾的情緒，進而恢復國家或企業的競爭力。 　　有鑑於此，本研究欲透過服務創新的應用，對公益活動所呈現的影響進行探討，故藉由量化及質化問卷調查蒐整資料，且輔以檢定、交叉分析、歸納分析、文獻探討等方法，據以瞭解服務創新之實質效益。研究結果發現有超過半數的隊員認為，扶輪自行車隊之公益活動的成效是值得發揚，且公益活動具有較深的影響程度，另從訪談中，可以體會扶輪自行車隊所參與的公益活動，所創造的成效是具有影響力，最後發現扶輪自行車隊的服務創新，不僅可以提昇扶輪形象外，更值得將此一文，引進企業組織中，藉以啟發更多人投入公益活動。

La bande sub-millimétrique allant globalement de 300 GHz à 3 THz possède des propriétés similaires à la capacité de pénétration de photons non ionisants à travers des matériaux optiquement opaques. Pour l'imagerie THz, il est ainsi possible de détecter des objets cachés à l'intérieur de paquets, de vêtements ou de matelas... Avec l’évolution des technologies intégrées et l’augmentation des fréquences de coupure des transistors 〖(f〗_t/f_max), de nombreux circuits et systèmes ont été réalisés à des fréquences autour de 300 GHz, en particulier les systèmes de formation de faisceau. Ces systèmes permettent de générer un signal et de l’orienter électroniquement dans une direction définie de l’espace. Dans ce travail, une architecture originale d’un tel système est proposée. Elle repose sur la génération d’un signal dans la bande 270-300 GHz, tout en contrôlant sa phase à l’aide de déphaseurs implémentés au niveau de la voie LO dans la bande 45-50 GHz. La complexité du système impose une stratégie qui consiste à réaliser chaque bloc seul. Pour cela, l’émetteur dans la bande 270-300 GHz a été réalisé dans un premier temps. Il est composé d’un oscillateur verrouillé par injection sous-harmonique (45-50 GHz), d’un mélangeur passif et d'amplificateurs IF. Ensuite une architecture innovante de déphaseur a été réalisée, basée sur des lignes couplées à ondes lentes. Finalement, une chaîne de multiplication de fréquence a été réalisée afin de générer le signal d’injection à l’aide d’un signal basse fréquence (3-5 GHz). Les circuits ont été fabriqués en technologie BiCMOS 55 nm de STMicroelectronics. Les résultats de mesure correspondent sont en très bon accord avec les simulations, et les performances obtenues sont à l’état de l’art. Une fois les blocs élémentaires validés, des sous-systèmes ont été réalisés pour valider le bon fonctionnement d’une voie complète du réseau d'antennes. En termes de perspectives, ce travail ouvre la voie vers la conception et la réalisation d'un système complet d'orientation de faisceau contenant plusieurs voies/antennes. / The sub-millimeter wave band that covers the frequency range from 300 GHz to 3 THz has an interesting properties such the ability to penetrate materials. For THz imaging, it is possible to detect objects inside packages, clothes... With the evolution of integrated technologies and the increase of the cut-off frequencies of transistors 〖(f〗_t/f_max), many circuits and systems have been fabricated around 300 GHz, especially phased arrays for beamforming applications. These systems generate a signal and steer it electronically in a direction of the space. In this work, a novel architecture of phased array is proposed. It is based on the generation of a signal in the 270-300 GHz band, while controlling its phase by using phase shifters implemented in the LO path in the 45-50 GHz band. Each bloc should be measured in a stand-alone version, in order to get an idea about whole system performances. For this, the transmitter in the 270-300 GHz band has been realized first. It consists of a sub-harmonic injection locked oscillator, a passive mixer and IF amplifiers. Then, a novel architecture of phase shifter was proposed, it is based on slow waves coupled lines. Finally, a frequency multiplier chain was performed to generate the injection signal by using a lower frequency signal (3-5 GHz). The circuits are fabricated in a 55nm BiCMOS technology from STMicroelectronics. Measurements results are in a good agreement with simulations. Once the blocks are validated, sub systems are realized in order to validate one path of the array. The perspectives of this work include the design and realization of the complete phased array with multiple paths/antennas.

Ces travaux s'inscrivent dans un contexte où les contraintes vis-à-vis des décharges électrostatiques sont de plus en plus fortes, les circuits de protection sont un problème récurrent pour les circuits fonctionnant à hautes fréquences. La capacité parasite des composants de protection limite fortement la transmission du signal et peut perturber fortement le fonctionnement normal d'un circuit. Les travaux présentés dans ce mémoire font suite à une volonté de fournir aux concepteurs de circuits fonctionnant aux fréquences millimétriques un circuit de protection robuste présentant de faibles pertes en transmission, avec des dimensions très petites et fonctionnant sur une très large bande de fréquences, allant du courant continu à 100 GHz. Pour cela, une étude approfondie des lignes de transmission et des composants de protection a été réalisée à l'aide de simulations électromagnétiques et de circuits. Placés et fragmentées le long de ces lignes de transmission, les composants de protection ont été optimisés afin de perturber le moins possible la transmission du signal, tout en gardant une forte robustesse face aux décharges électrostatiques. Cette stratégie de protection a été réalisée et validée en technologies CMOS avancées par des mesures fréquentielles, électriques et de courant de fuite. / Advanced CMOS technologies provide an easier way to realize radio-frequency integrated circuits (RFICs). However, the lithography dimension shrink make electrostatic discharges (ESD) issues become more significant. Specific ESD protection devices are embedded in RFICs to avoid any damage. Unfortunately, ESD protections parasitic capacitance limits the operating bandwidth of RFICs. ESD protection size dimensions are also an issue for the protection of RFICs, in order to avoid a significant increase in production costs. This work focuses on a broadband ESD solution (DC-100 GHz) able to be implemented in an I/O pad to protect RFICs in advanced CMOS technologies. Thanks to the signal transmission properties of coplanar / microstrip lines, a broadband ESD solution is achieved by implementing ESD components under a transmission line. The silicon proved structure is broadband; it can be used in any RF circuits and fulfill ESD target. The physical dimensions also enable easy on-chip integration.

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De nos jours, l'industrie de la microélectronique développe des nouvelles technologies qui permettent l'obtention d'applications du quotidien alliant rapidité, basse consommation et hautes performances. Pour cela, le transistor, composant actif élémentaire et indispensable de l'électronique, voit ses dimensions miniaturisées à un rythme effréné suivant la loi de Moore de 1965. Cette réduction de dimensions permet l'implémentation de plusieurs milliards de transistors sur des surfaces de quelques millimètres carrés augmentant ainsi la densité d'intégration. Ceci conduit à une production à des coûts de fabrication constants et offre des possibilités d'achats de produits performants à un grand nombre de consommateurs. Le MOSFET (Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor), transistor à effet de champ, aussi appelé MOS, représente le transistor le plus utilisé dans les différents circuits issus des industries de la microélectronique. Ce transistor possède des longueurs électriques de 14 nm pour les technologies industrialisables les plus avancées et permet une densité intégration maximale spécialement pour les circuits numériques tels que les microprocesseurs. Le transistor bipolaire, dédié aux applications analogiques, fut inventé avant le transistor MOS. Cependant, son développement correspond à des noeuds technologiques de génération inférieure par rapport à celle des transistors MOS. En effet, les dimensions caractéristiques des noeuds technologiques les plus avancés pour les technologies BiCMOS sont de 55 nm. Ce type de transistor permet la mise en oeuvre de circuits nécessitant de très hautes fréquences d'opération, principalement dans le secteur des télécommunications, tels que les radars anticollisions automobiles fonctionnant à 77 GHz. Chacun de ces types de transistors possède ses propres avantages et inconvénients. Les avantages du transistor MOS reposent principalement en deux points qui sont sa capacité d'intégration et sa faible consommation lorsqu'il est utilisé pour réaliser des circuits logiques. Sachant que ces deux types de transistors sont, de nos jours, comparables du point de vue miniaturisation, les avantages offerts par le transistor bipolaire diffèrent de ceux du transistor MOS. En effet, le transistor bipolaire supporte des niveaux de courants plus élevés que celui d'un transistor MOS ce qui lui confère une meilleure capacité d'amplification de puissance. De plus, le transistor bipolaire possède une meilleure tenue en tension et surtout possède des niveaux de bruit électronique beaucoup plus faibles que ceux des transistors MOS. Ces différences notables entre les deux types de transistors guideront le choix des concepteurs suivant les spécifications des clients. L'étude qui suit concerne la fiabilité de ces deux types de transistors ainsi que celle de circuits pour les applications radio fréquences (RF) et aux longueurs d'ondes millimétriques (mmW) pour lesquels ils sont destinés. Il existe dans la littérature de nombreuses études de la fiabilité des transistors MOS. Concernant les transistors bipolaires peu d'études ont été réalisées. De plus peu d'études ont été menées sur l'impact de la fiabilité des transistors sur les circuits. L'objectif de ce travail est d'étudier le comportement de ces deux types de transistors mais aussi de les replacer dans le contexte de l'utilisateur en étudiant la fiabilité de quelques circuits parmi les plus usités dans les domaines hyperfréquence et millimétrique. Nous avons aussi essayé de montrer qu'il était possible de faire évoluer les règles de conception actuellement utilisées par les concepteurs tout en maintenant la fiabilité attendue par les clients. / Nowadays, the microelectronics industry develops new technologies that allow the production of applications combining high speed, low power consumption and high performance. For this, the transistor, active elementary and essential component of electronics, sees its miniaturized dimensions at a breakneck pace following Moore's Law in 1965. This size reduction allows the implementation of several billion transistors on surfaces of a few square millimeters and increasing the integration density. This leads to a production at constant costs and offers opportunities for shopping performing products at a large number of consumers. The MOSFET (Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor), field effect transistor, also called MOS transistor is the most used in different circuits coming from the microelectronics industries. This transistor has electrical lengths of 14 nm for the industrially most advanced technology and allows a maximum integration density specifically for digital circuits such as microprocessors. Bipolar transistor, dedicated to analog applications, was invented before the MOS transistor. However, the characteristic dimensions of the most advanced technologies for BiCMOS technology nodes is 55 nm. This type of transistor enables the implementation of systems requiring very high frequency operation, mainly in the telecommunications industry , such as automotive collision avoidance radar operating at 77 GHz. Each of these transistors has its own advantages and disadvantages. The advantages of MOS transistor are mainly based on two points that are its integration capacity and its low power consumption when used to implement logic circuits. Knowing that these two types of transistors are, nowadays, comparable on the miniaturization aspect, benefits of bipolar transistor differ from those of the MOS transistor. Indeed, the bipolar transistor supports higher current levels than a MOS transistor which gives it a greater ability of power amplification. Moreover , the bipolar transistor has an improved breakdown voltage and especially features electronic noise levels much lower than those of the MOS transistors. These significant differences between the two transistors types will guide the designers choice according to the customer specifications. The following study relates the reliability of these two transistors types as well as circuits for radio frequency (RF) applications and millimeter wavelengths (mmW) for which they are intended. There are in the literature many studies of the reliability of MOS transistors. Regarding bipolar transistors few studies have been conducted. In addition few studies have been conducted on the impact of the reliability of transistors on circuits. The objective of this work is to study the behavior of these two types of transistors but also to place them in the user context by studying the reliability of some of most used circuits in the microwave and millimeter fields. We also tried to show that it was possible to change the design rules currently used by designers while maintaining the expected reliability by the counsumers.