Convertisseur temps-numérique en technologie CMOS avancée

Sommaire

DIRECTRICE/DIRECTEUR DE RECHERCHE
Jean-François Pratte, Professeur - Département de génie électrique et de génie informatique
UNITÉ(S) ADMINISTRATIVE(S)
Faculté de génie
Département de génie électrique et de génie informatique
Institut interdisciplinaire d'innovation technologique (3IT)
CYCLE(S)
2e cycle
3e cycle
Stage postdoctoral
LIEU(X)
3IT - Institut interdisciplinaire d'innovation technologique

Description du projet

L’estampillage temporel précis est un élément clé à de multiples applications, telles que la tomographie d’émission par positrons (TEP) par temps de vol, la distribution de clé quantique (Quantum Key Distribution – QKD), la télémétrie laser (Lidar) ainsi que de multiples expériences en physique. Le but recherché par notre groupe de recherche est d’obtenir une précision temporelle sous les 10 ps largeur à mi-hauteur (Full Width at Half Maximum – FWHM) pour le système complet, incluant le photodétecteur et l’électronique subséquente. Un des éléments clés pour y arriver est le convertisseur temps-numérique (Time-to-Digital Converter – TDC), qui doit fournir une performance bien au-delà de l’état de l’art en termes de précision temporelle, de consommation et de dimensions. Nous avons une grande expertise dans le développement de convertisseur temps-numérique [1][2], et nous croyons pouvoir augmenter davantage leurs performances grâce aux technologies CMOS avancées et à un choix judicieux de l’architecture.

Ce projet vise à réaliser la conception et à envoyer en fabrication le convertisseur temps-numérique ainsi que tous ses circuits de calibration en technologie CMOS avancée. Des circuits imprimés multicouches (Printed Circuit Boards – PCB) et le traitement des données devront être également développés. Le circuit intégré sera testé dans nos installations à l’Institut Interdisciplinaire d’Innovation Technologique (3IT) où les équipements spécialisés requis (p. ex. oscilloscope à 13 GHz, ligne d’assemblage de circuit imprimés, chambre cryogénique, etc.) seront disponibles.

Ce projet permettra à la personne intéressée de développer des connaissances en circuits intégrés complexes. 100 % de nos étudiants se sont trouvé un emploi avant ou à la fin de leurs études. L’environnement de travail au 3IT pourvoit les experts, l’infrastructure et une équipe motivée, requis pour le projet.

[1] N. Roy; F. Nolet; F. Dubois; M.-A. Mercier; R. Fontaine; J.-F. Pratte. (2017). Low Power and Small Area,
6.9 ps RMS Time-to-Digital Converter for 3D Digital SiPM. IEEE Transactions on Radiation and Plasma
Medical Sciences. 10(6): 486-494.

[2] F. Nolet; N. Roy; S. Carrier; J. Bouchard; R. Fontaine; S.A. Charlebois; J.-F. Pratte. (2020). 22 μW, 5.1 ps
LSB, 5.5 ps RMS jitter Vernier time-to-digital converter in CMOS 65 nm for single photon avalanche diode
array. Electronics Letters. 56(9): 424-426.

Sciences naturelles et génie

Génie électrique et génie électronique

Financement offert

Oui

La dernière mise à jour a été faite le 2 septembre 2021. L’Université se réserve le droit de modifier ses projets sans préavis.

Renseignements

Numéro de la fiche : OPR-572

Fiche téléchargeable

Version PDF

Programmes en lien avec ce projet de recherche