Caractéristiques des composants à semi-conducteur de puissance en vue de leur commande

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D3231 V2 Article de référence

Caractéristiques des composants à semi-conducteur de puissance en vue de leur commande

Auteur(s) : Stéphane LEFEBVRE, Bernard MULTON, Nicolas ROUGER

Date de publication : 10 avril 2018 | Read in english

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RÉSUMÉ

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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AUTEUR(S)

  • 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 [D 3230]  :

  • 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 [D 3232] et [D 3233] .

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MOTS-CLÉS

thyristor   |   transistors à grille   |   GTO   |   MOSFET SiC   |   HEMT GaN

VERSIONS

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DOI (DIGITAL OBJECT IDENTIFIER)

https://doi.org/10.51257/a-v2-d3231

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