Abstract FR:

Ces travaux concernent la caracterisation et la modelisation de l'igbt fonctionnant a temperature elevee. Ils ont pour but de concevoir un module hybride de puissance a igbt tres fiable qui puisse etre reporte sur la carcasse d'un moteur de traction electrique, de maniere a realiser une integration mecatronique. Pour ce faire, une methode non destructive d'extraction de parametres technologiques basee sur des mesures electriques simples a ete developpee, qui permet de simuler la structure physique bidimensionnelle de l'igbt asymetrique. Une bonne similitude des resultats experimentaux et simules a permis de valider cette approche. Ainsi, cette methode a permis d'analyser l'influence de la temperature sur le comportement physique interne du transistor en mode statique (caracteristique statique i#c(v#c#e), claquage, latch-up) et dynamique. L'analyse de la commutation dure de l'igbt a temperature elevee sur charge inductive sans influence de la diode de roue libre a permis de relever les caracteristiques propres du transistor. Les resultats montrent les bonnes performances des igbt symetriques compares aux igbt asymetriques, et ceci jusqu'a 200c. L'etude originale de la commutation dure de l'igbt sans diode de roue libre a permis de mettre en evidence la tres grande robustesse des igbt symetriques par rapport aux igbt asymetriques qui presentent des defaillances initiees par le phenomene de second claquage d'origine thermique. A ce stade, il apparait que l'igbt peut fonctionner a temperature elevee. Afin de realiser une integration mecatronique, des modules hybrides de puissance optimises sur le plan thermomecanique ont ete concus pour fonctionner a des temperatures elevees. L'utilisation de substrat dbc et de semelles en materiau composite a1/sic a permis d'accroitre considerablement la fiabilite des assemblages grace a une tres bonne adaptation des coefficients de dilatation thermique.