Analyse des comportements électrique et thermique des interrupteurs de puissance IGBT à technologie hybride

par Christian Schaeffer

Thèse de doctorat en Génie électrique

Sous la direction de Jean-Paul Ferrieux.

Soutenue en 1992

à Grenoble INPG .

Le président du jury était Robert Perret.

Le jury était composé de Jean-Pierre Chante, Philippe Leturcq, Claude Dupras.

mots clés

• Sciences appliquees
• Electrotechnique, electroenergetique
• Igbt
• Caracterisation
• Electrique
• Thermique
• Hybride
• Composants
• Puissance
• Transit

Résumé

Les progrès réalisés en Electronique de Puissance sont la conséquence d'efforts complémentaires aussi bien sur le plan conceptuel que d'un point de vue technologique. L'interrupteur de puissance devient aujourd'hui le terrain de rencontre entre les "fondeurs" et les utilisateurs et les progrès ne seront possibles qu'en abordant le problème sous ces deux facettes. L'ensemble de cette étude a comme support le composant IGBT Excepté son aspect novateur, sa facilité de commande, ses calibres courant/tension adaptés à bons nombres d'applications, nous montrons dans la première partie de notre travail ses capacités à travailler à fréquence élevée. Nous montrons ensuite l'influence de l'environnement thermique de la puce de l'interrupteur sur ses caractéristiques électriques. L'aspect "contrainte électrique" ne peut être dissocié de l'aspect "contrainte thermique" qu'elle engendre nécessairement. Pour estimer cet effet thermique généré par les pertes du composant nous étudions dans une deuxième partie le transit thermique d'un hybride de puissance. Une première phase expérimentale a été menée afin de définir le comportement tant en régime statique n'en régime dynamique. Dans une deuxième phase, nous étudions les différentes approches de simulations existantes et développerons un modèle thermique 2D de la structure hybride étudiée

Titre traduit

Electrical and thermal behaviour of the power switch. Ogbt using the hybrid technology

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