Abstract FR:

Un systeme utilisant l'electronique de puissance performant et fiable exige des semi-conducteurs de puissance performants non seulement en regime normal mais aussi en regime extreme. Le travail presente est une contribution a l'etude comportementale de l'igbt en regime extreme. Cette etude permet de determiner les limites electriques et thermiques au niveau de la puce de l'igbt au dela desquelles le composant risque d'etre incapable d'assumer correctement sa fonction, ou bien le processus de defaillance est inevitable et elle est abordee dans la plupart des cas par la modelisation simplifiee avec verification experimentale destructive. Le premier chapitre fait un bref resume des travaux de recherche effectues a l'esim sur l'etude comportementale de l'igbt en regime normal. Le deuxieme chapitre est une analyse permettant d'estimer la capacite en densite de courant impulsionnel de l'igbt en tenant compte de la tenue en tension de grille v#g#s#m#a#x, de la saturation de courant du canal en fonction de v#g#s et du phenomene de latch-up. Dans le troisieme chapitre nous proposons deux modeles thermiques simplifies qui permettent d'evaluer avec des precisions suffisantes la temperature maximale dans le silicium en cas de court-circuit. Une methode electrothermique simple pour la determination de la duree maximale du court-circuit en fonction des conditions reelles est egalement proposee. Le quatrieme chapitre etudie le processus d'avalanche a tres forte densite de puissance par le depassement du champ electrique critique a partir d'une analyse unidimensionnelle de la physique interne. Nous proposons egalement dans ce chapitre deux aires de securite extremes en regime impulsionnel qui prennent en compte les limites electriques et thermiques, et la technologique de l'igbt. Dans le dernier chapitre nous illustrons l'exploitation des caracteristiques en regime extreme de l'igbt a travers la conception d'un ecreteur actif.