Contribution à l'estimation des paramètres technologiques de la diode PIN de puissance à partir de mesures en commutations

par Sami Ghedira

Thèse de doctorat en Electronique

Sous la direction de Hervé Morel.


  • Résumé

    La simulation de la diode de puissance peut se faire, soit avec un simulateur de type éléments finis (MEDICI), basé sur les équations des semi-conducteurs, soit à partir de modèles analytiques publies dans la littérature scientifique. Dans les deux cas, les principaux paramètres technologiques sont nécessaires : le do page ND de la zone centrale, la surface effective A de la diode, la largeur W de la zone centrale et la durée de vie ambipolaire τ. Notre travail a consisté à développer une méthode d'estimation de ces paramètres technologiques à partir de l'expérience. Des travaux antérieurs avaient montrés que cela était possible à partir de techniques d'optimisation assez lourdes. Notre contribution a montré que l'on pouvait estimer les paramètres de dopage ND, W et A à partir de l'analyse des signaux transitoires relatifs à deux ou trois commutation inverse depuis l'état de repos. Ensuite l'analyse de la chute de tension aux bornes d'une diode initialement polarisée en direct et dont le courant est brutalement supprimé (Open Circuit Voltage Decay), permet l'estimation de la durée de vie ambipolaire. Enfin il est monté que les paramètres obtenus fournissent des simulations en bon accord avec l'expérience dans le cas de recouvrement inverse. La méthode adoptée pour l'estimation des paramètres technologiques a été l'utilisation de méthode d'optimisation pour minimiser l'écart entre l'expérience et des modèles analytiques simplifiés. Le développement et la validation de ces modèles analytiques a été réalisé avec le simulateur MEDICI.

  • Titre traduit

    = Contribution to the technological parameter estimation of the PIN power diode from experimental data


  • Résumé

    The simulation of power diodes can be do ne by finite element simulation (MEDICI. . . ) based on physical semiconductor equations, or by analytical models developed in the literature. In both cases, the main technological parameters are necessary (doping of central region ND , effective area A, central region length W and ambipolar life time τ ). Our task consists on developing an estimation method of technological parameters from experiments. This can replace a method developed in our laboratory based on heavy optimizations. We have shown that the estimation of parameters ND, W. A is possible by analyzing transient reverse recovery since from rest state. Then the ambipolar life time may be estimated by analyzing the response of the forward voltage bias decay (OCVD) du ring the opening of the circuit. Finally, it is shown that the estimated parameters give simulation responses which are in good agreement with experimental results concerning reverse recovery state. The method used to estimate the technological parameters consists of minimizing the error between experimental and simplified analytical model responses. The development and the validation of our analytical nodes are done with MEDICI simulator

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Informations

  • Détails : 1 vol. (147 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr.

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  • Bibliothèque : Institut national des sciences appliquées (Villeurbanne, Rhône). Service Commun de la Documentation Doc'INSA.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : C.83(2173)
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