Simulation d'une structure générique RC-IGBT sans "tension de retournement" adaptée à l'intégration monolithique de cellules de commutation sur puce Si

Adem Lale (1) , Abdelhakim Bourennane (1) , Abdelilah El Khadiry (1) , Frédéric Richardeau (2)

1 LAAS-ISGE - Équipe Intégration de Systèmes de Gestion de l'Énergie
2 LAPLACE-CS - Convertisseurs Statiques

Une structure IGBT à conduction inverse (RC- IGBT) qui intègre de manière monolithique un IGBT pour la conduction directe et un thyristor auto-amorçable pour la conduction inverse est proposée. Contrairement au RC-IGBT classique, cette nouvelle structure ne présente pas de snapback [1-2] en mode de conduction direct. Le fonctionnement du RC- IGBT que nous proposons a été étudié par des simulations physiques 2D en statique et en dynamique. La structure proposée est ensuite utilisée pour créer deux puces complémentaires " tri-pôle à Anode Commune " et " tri-pôle à Cathode Commune " dans le cadre d'une approche d'intégration monolithique bi-puce de convertisseur statique [4]. Ces deux puces ont été associées pour réaliser un onduleur complet monophasé. Dans ce contexte d'intégration bi-puce, la réalisation d'un mur P+ traversant tout le substrat est nécessaire pour l'isolation des interrupteurs dans le cas du tri-pôle à cathode commune. Le RC-IGBT proposé exploite également ce type de mur P+ pour l'enclenchement du thyristor en mode de conduction inverse. L'objectif de l'approche d'intégration est d'améliorer les performances et l'intégrabilité monolithique des convertisseurs de puissance. 

Domaines: Energie électrique

Adem Lale, Abdelhakim Bourennane, Abdelilah El Khadiry, Frédéric Richardeau. Simulation d'une structure générique RC-IGBT sans "tension de retournement" adaptée à l'intégration monolithique de cellules de commutation sur puce Si. Symposium de Génie Électrique 2014, Jul 2014, Cachan, France. 7p. ⟨hal-01065236⟩