Extraction des paramètres des modèles du VDMOS à partir des caractéristiques en commutation : comparaison avec les approches classiques

par Hafsa El Omari

Thèse de doctorat en Génie Electrique

Sous la direction de Hervé Morel.


  • Résumé

    Ce mémoire porte sur l'analyse et la caractérisation du comportement du transistor MOS de puissance. La première partie du mémoire rappelle la structure, le comportement et la modélisation du transistor MOS de puissance. Un modèle semi-empirique dit " à deux kp " a été choisi. La mise en œuvre des caractéristiques expérimentales de type statique I(V), dynamique C(V) ou en commutation est présentée. En particulier le rôle de la durée des impulsions des caractérisations quasi-statiques est étudiée. La seconde partie traite la caractérisation expérimentale et l'extraction classique des paramètres des modèles de type VDMOS basée sur les mesures I(V) et C(V). La confrontation entre simulation et expérience en régime de commutation sur charge RL est faite. La troisième partie traite de l'extraction des paramètres en se basant sur la commutation sur charge R-L dans une cellule de commutation. Les signaux temporels mesurés pendant les commutations du composant fournissent des informations utiles à l'extraction des paramètres. La procédure d'identification automatique est basée sur des méthodes d'optimisation avec un critère de comparaison entre des mesures et les simulations correspondantes. Ainsi nous avons pu confronter les résultats expérimentaux avec ceux obtenus par simulation en utilisant le simulateur PACTE développé au CEGELY. Les configurations les mieux adaptées à l'extraction des paramètres du transistor MOS de puissance, ont été évaluées. Les résultats obtenus montrent une équivalence par rapport aux méthodes classiques. L'intérêt de la méthode d'extraction en commutation que nous avons présentée réside dans une bien moins grande sensibilité aux bruits de mesure.


  • Résumé

    The study is about the analysis and the characterization of the VDMOS. First part of the text recalls the structure, the behavior and the modeling of the VDMOS. A semi-behavioral model, "2KP-model", has been selected. Experimental characterizations have been done in I-V, C-V and switching mode of operation. The role of pulse duration has been studied for quasi-static I-V characterization. Second part describes classical characterization and parameter extraction techniques applied to VDMOS models. Comparisons between simulations and measurements in switching mode operation in an R-L circuit are achieved. Third part corresponds to parameter extraction of the VDMOS model based on R-L switching measurements. Transient measured signals in such conditions yield sufficient information for the parameter extraction. An automatic identification procedure, based on optimization of the difference between measurements and simulation, has been applied. So comparison between PACTE simulations and experiments has been done. The obtained results show equivalence with respect to classical method. The interest of the proposed method is a drastic reduction of measurement noise.

Consulter en bibliothèque

La version de soutenance existe sous forme papier

Informations

  • Détails : 159 p.
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. en fin de chapitre

Où se trouve cette thèse ?

  • Bibliothèque : Institut national des sciences appliquées (Villeurbanne, Rhône). Service Commun de la Documentation Doc'INSA.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : C.83(2718)
Voir dans le Sudoc, catalogue collectif des bibliothèques de l'enseignement supérieur et de la recherche.