Thèse soutenue

Etude de structures d'interrupteurs intégrables bidirectionnels en tension et en courant : le transistor bipolaire symétrique.
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Auteur / Autrice : Luong Viêt Phung
Direction : Laurent Ventura
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Electronique
Date : Soutenance le 22/10/2010
Etablissement(s) : Tours
Ecole(s) doctorale(s) : Ecole doctorale Santé, sciences, technologies (Tours)
Partenaire(s) de recherche : Equipe de recherche : Laboratoire de microélectronique de puissance (Tours)
Laboratoire : École polytechnique universitaire (Tours)
Jury : Président / Présidente : Nathalie Cezac
Examinateurs / Examinatrices : Jean Baptiste Quoirin, Jean-Christophe Crebier, Nathalie Battut
Rapporteurs / Rapporteuses : Frédéric Morancho, Dominique Planson

Résumé

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Ces travaux de thèse traitent de la modélisation d’un interrupteur bipolaire commandable monolithique bidirectionnel en tension et en courant et s’inscrivent dans la gestion de l’énergie dans l’habitat. L’objectif est de concevoir un interrupteur à faible perte énergétique capable de s’intégrer au sein d’une électronique de commande intelligente.Ces travaux s’intéressent dans un premier temps aux différentes solutions existantes destinées à notre application. A travers cette étude, on présente ainsi les avantages et les inconvénients des interrupteurs discrets ou encore des solutions monolithiques. On s’intéresse ensuite à l’étude d’un transistor bipolaire de puissance symétrique vertical. A l’aide de simulations par éléments finis, une étude bidimensionnelle et statique a permis de valider sa fonctionnalité à savoir son aptitude à fonctionner sous le réseau alternatif domestique. L’étude se concentrera ensuite sur les différentes technologies destinées à l’améliorer. En optant pour des caissons fortement dopés judicieusement placés au niveau de la base, il est démontré que les performances d’un tel composant peuvent être augmentées grâce au phénomène d’autoblindage. Finalement, dans le but de simplifier la réalisation de cet interrupteur, la technologie du RESURF sur SOI a été retenue. La structure, latérale, a ensuite été étudiée grâce à des simulations statiques bidimensionnelles puis tridimensionnelles qui ont mis en valeur l’intérêt de cette technologie tant au niveau de la conception qu’au niveau de la réalisation de la structure.