Solutions pour l'amélioration des performances des miroirs de courant dynamiques CMOS : application à la conception de source de courant pour des dispositifs biomédicaux.

Ce manuscrit porte sur l’analyse, les methodes de conception et la recherche de nouvelles structures de sources de courant, en se focalisant principalement sur les miroirs de courant, source la plus elementaire. Le depassement des limites actuelles pour l’optimisation du compromis vitesse-precision-consommation est l’objectif majeur des travaux presentes.La premiere partie est consacree a l’etude de l’origine de ces limites et dresse l’etat de l'art des structures de miroir de courant CMOS. Sont ensuite etudiees plus en details, les possibilites offertes par les miroirs a entree active. Une des premieres contributions de nos travaux de recherche a ete de proposer un formalisme dedie a l’etude et a l’implementation de ce type de miroir, suivi de propositions d’amelioration a cout minimum de la topologie classique.Le developpement d’une nouvelle approche de conception utilisant un principe de retroaction non-lineaire en mode courant constitue la contribution majeure de cette these. La retroaction est implementee grâce a un convoyeur de courant de seconde generation dedie, tres faible consommation et concu pour avoir un comportement volontairement non-lineaire. Couplee avec des techniques classiques de regulation cascode pour une copie en courant de haute-precision, cette topologie constitue une source de courant elementaire competitive pour la realisation de systemes a haut niveau de performance.L'approche est mise en œuvre puis validee par la conception, en technologie CMOS 180nm, de deux circuits dedies a la generation des courants dans les puces de stimulation neurale. L’ensemble des resultats obtenus dans ces dernieres etudes demontre, qu’il est possible de depasser les limites actuelles du compromis vitesse-precision-consommation, en se basant sur la strategie de conception et les nouvelles topologies de miroirs a entree active proposees.