Cet article décrit les caractéristiques électriques des principaux composants à semi-conducteur de puissance en lien avec les grandeurs électriques de commande. Il montre quels peuvent être les effets des caractéristiques du circuit de commande rapprochée sur les performances en conduction et en commutation des composants à semi-conducteur de puissance. Trois grandes familles de composants sont concernées: les thyristors et triacs, les transistors à jonction bipolaire (BJT), les thyristors ouvrables par la gâchette (GTO) et enfin les composants à grille et entrée capacitive (MOSFET, IGBT et HEMT). L’article présente également les spécificités vis-à-vis de leur commande rapprochée des composants grand gap, disponibles dans le commerce, à savoir les BJT et MOSFET SiC ainsi que les HEMT GaN.
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Stéphane LEFEBVRE : Professeur - SATIE, Conservatoire national des arts et métiers, Paris, France
Bernard MULTON : Professeur - SATIE, École Normale Supérieure de Rennes, Rennes, France
Nicolas ROUGER : Chargé de recherche - Laplace, CNRS, Toulouse, France
INTRODUCTION
Dans cet article, nous étudions les spécificités des composants à semi-conducteurs de puissance, déjà présentés en
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:
les thyristors et les triacs, qui fonctionnent aujourd’hui quasi exclusivement dans des convertisseurs où les blocages sont assistés par le réseau (redresseurs, gradateurs) ou par la charge (systèmes résonants) ;
les transistors bipolaires (BJT) et les thyristors GTO et GCT dont les caractéristiques sont très proches ;
les transistors à grille (notamment MOSFET, IGBT et HEMT) auxquels l’entrée capacitive confère un comportement tout à fait spécifique.
Pour chacun de ces composants nous spécifierons également les propriétés spécifiques des composants émergents à matériaux grand gap (SiC et GaN) et notamment des BJT et MOSFET SiC et des HEMT GaN
Pour chacune de ces catégories de composants à matériau semi-conducteurs de puissance, les circuits de commande seront détaillés dans les articles
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et
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