Introduction générale
Introduction générale
Matériau semiconducteur à grand gap, le carbure de silicium (SiC) possède d’excellentes
propriétés électriques et thermiques.
Son champ électrique critique est dix fois supérieur à celui du silicium (Si), offrant ainsi
la possibilité de réaliser des composants de plus grande tenue en tension.
L’accroissement du calibre en tension permet de réduire le nombre de composant mis en
série. Ceci a pour conséquence la réduction des pertes, de l’encombrement et simplifie le
dispositif d’équilibrage, pour des applications haute tension.
La conductivité thermique est trois fois plus importante dans le SiC, de plus il peut
fonctionner à haute température. Il est donc possible de réduire le volume du système de
refroidissement.
Les composants de puissance en SiC trouvent des applications en électronique haute
tension, haute température, ou en réponse à des contraintes de volume, de poids et de
rendement. Les domaines intéressés sont principalement les réseaux de distribution
électrique, les véhicules électriques, le transport aérien, l’aérospatial ou encore
l’alimentation des appareils nomades.
La diode est le composant de conception la plus simple, c’est aussi le plus utilisé dans
les convertisseurs statiques. Pour ces raisons ce fut le premier composant conçu en SiC
et actuellement uniquement les diodes Schottky sont commercialisées. De nombreux
autres composants prototypes furent réalisés : des MOSFET, des transistors bipolaires,
des JFET et des thyristors.
Le laboratoire AMPERE travaille depuis une quinzaine d’année sur le développement et
la fabrication de composants de puissance en carbure de silicium. Dans le cadre du GDR
2084 Intégration des Systèmes de Puissance de 2002 [GDR-02], le laboratoire AMPERE
a réalisé des diodes bipolaires 4.8kV, en collaboration avec le CIME et l’IMM. La
caractérisation statique et dynamique de ces nouvelles diodes est essentielle afin de
connaître leurs performances, et d’extraire les paramètres du modèle permettant de
simuler leur fonctionnement dans un convertisseur. La caractérisation de ces diodes
constitue l’objet de ce mémoire.
THESE - Damien Risaletto - 9 -
Caractérisation électrique en commutation
de diodes haute tension en carbure de silicium