CDD

Thèse / Snubber intégré dans le boitier du transistor de puissance

INSAVALOR pour le laboratoire AMPERE de l'INSA Lyon

Date de début : 01/10/2023
Durée : 36 mois
Lieu : Villeurbanne (INSA Lyon - Campus de LyonTech-La Doua)
Salaire : environ 1650€ (net)

Mission

Le transistor en nitrure de gallium (GaN) peut bénéficier d’un circuit d’aide à la commutation (snubber circuit) pour lui permettre de travailler dans des conditions électriques extrêmes. Par exemple, un transistor utilisé comme protection d’une ligne DC doit pouvoir l’ouvrir alors que la ligne est chargée d’énergie. Les conditions électriques de l’ouverture du transistor vont l’amener au-delà de son aire de sécurité. Un circuit d’aide à la commutation (CALC) est un premier niveau de solution pour repousser les risques de défaillance.

Pour des questions d’intégration, le circuit d’aide à la commutation doit être intégré au boîtier du transistor voire ajouté à la puce semiconductrice. Cette approche n’est pas encore présente dans la littérature. La plus-value attendue est une meilleure efficacité du CALC ou la possibilité d’un dimensionnement plus compact, compatible avec l’intégration. L’utilisation de condensateurs en tranchée 3D sur silicium, haute tension, renforcera encore la compacité du CALC.

Les travaux visent l’étude de l’intégration sous l’angle de la conception électrique sous contrainte de fabrication, l’angle de la fabrication de dispositifs et l’angle de métrologie pour prouver la plus-value.

Profil

L'objectif des travaux de thèse est l'étude des transistors en Nitrure de Gallium (> 650 V) en commutation, pour concevoir, réaliser et valider expérimentalement un circuit d’aide à la commutation (snubber) intégré à la puce GaN ou son boîtier.

- La réalisation de circuit d’aide à la commutation à base de capacités 3D silicium n’a jamais été validée et constitue donc un défi en soi.

- La cointégration d’un circuit snubber avec un transistor GaN est une autre étape de difficulté.

- Enfin l’aspect expérimental est un défi entier, à adapter aux réalités des réalisations.

Les travaux revêtent un caractère expérimental important pour s’approprier la problématique du CALC afin de définir une spécification liée aux transistors GaN. Une approche méthodologique de conception doit être élaborée pour évaluer les performances et limitations des 2 voies (intégration boîtier ou monolithique). La validation expérimentale a posteriori nécessitera des accès particularisés à la structure sous test et ce point devra être anticipé à l’étape de conception. La conception doit également anticiper la réalité de la fabrication des transistors et de son boîtier

Compétences

Formation Bac+5 (équivalence master de recherche) avec une spécialisation souhaitée en électronique de puissance et/ou en électronique intégrée et/ou physique du semiconducteur.

Mise à jour il y a 47 jours
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