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Philippe LETURCQ : Professeur à l’Institut National des Sciences Appliquées de Toulouse - Laboratoire d’Analyse et d’Architecture des Systèmes du CNRS (LAAS)
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La tenue en tension d'un composant semi-conducteur de puissance, c'est-à-dire son aptitude à jouer entre contacts principaux le rôle d'interrupteur ouvert, est assurée, dans tous les cas, par une jonction bloquante sous polarisation inverse. Cette jonction, qui charpente le dispositif, est, en règle générale, fortement dissymétrique : pour supporter des tensions élevées, l'une des deux régions, souvent désignée par le terme générique de « base », doit permettre à la charge d'espace de s'étendre suffisamment. Les divers effets physiques qui limitent la tension blocable jouent sensiblement de la même manière dans tous les composants semi-conducteurs de puissance et les problèmes de conception ou de technologie relatifs à la tenue en tension peuvent ainsi être traités de manière quasi générique. C'est l'objet de cet article.
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4. Conclusions
Sous réserve que les effets de bord et de surface soient maîtrisés par les terminaisons de jonction adéquates, la tenue en tension d'un composant de puissance dépend principalement des paramètres de la région de base, épaisseur et dopage notamment, comme l'indiquent les diverses relations établies dans le paragraphe 2 de cet article pour les dispositifs plans. La « base » apparaît ainsi comme la région principale dans la structure d'un composant de puissance.
Trois grands types d'organisation peuvent alors être distingués :
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Dans les composants « bidirectionnels en tension » , pour lesquels on exige des tenues en tension sensiblement équivalentes sous les deux polarisations, directe et inverse, la région de base est nécessairement commune à deux jonctions bloquantes opposées suivant une disposition plus ou moins symétrique P +NP+ ou N+PN+. C'est le cas, par exemple, pour la base N des thyristors classiques. La base doit être alors prévue sensiblement plus profonde que l'extension de charge d'espace au blocage et la tension applicable est limitée à une valeur de maintien , toujours inférieure à la fois à la tension de claquage et à la tension de perçage (cf. § 2.4).
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Dans les composants « unidirectionnels en tension » pour lesquels la pleine capacité de blocage n'est requise que sous l'une des polarités, une...
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