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Modélisation TLM de la diffusion thermique dans les composants Semi -conducteurs grand à gap / FERADJI Ahmed 

Public ISBD Titre : Modélisation TLM de la diffusion thermique dans les composants Semi -conducteurs grand à gap Type de document : document électronique Auteurs : FERADJI Ahmed, Auteur Année de publication : 2016-2017 Importance : 136 p. Accompagnement : CD Langues : Français (fre) Catégories : Electronique:Semiconducteur Mots-clés : Semi-conducteurs grand gap  SiC  MESFET  TLM  Auto-échauffement Wide band gap semiconductors  SiC  MESFET  TLM  Self-heating Résumé : Le développement spectaculaire notamment des communications mobiles au cours des dernières années a conduit à une recherche de technologies robustes et fiables, à des coûts relativement raisonnables dans le domaine de l’électronique. Les études développées dans le cadre de nouveaux marchés sont à l’origine d’une évolution importante de tous les secteurs d’activités de l’électronique. Cette évolution est essentiellement dirigée vers le choix de nouvelles technologies autorisant en particulier des densités de puissance importantes et l’optimisation des composants actifs, intégrés dans de nombreux systèmes. C’est dans cette optique, que depuis de nombreuses années, l’industrie des technologies hyperfréquences travaille sur le transistor MESFET ( Metal Semi-Conducteur Field Effect Transistor). Jusqu’à présent, les transistors MESFETs étaient réalisés sur Arséniure de Gallium(AsGa). Mais ce dernier et d’autres matériaux comme le Silicium sont utilisés beaucoup trop près de leurs limites physiques ultimes, en particulier au niveau des densités de puissance fournies. Les semi-conducteurs à large bande interdite ont alors suscité un intérêt important. Leurs propriétés physiques et électriques, que leur confère leur largeur de bande interdite, sont très intéressantes pour un grand nombre d’applications de fortes puissances et à très hautes températures. Cependant, l ‘architecture des transistors de puissance fait qu’il existe au sein de ces structures des zones de fortes densités de puissances où une grande quantité de chaleur est dissipée. Les températures mises en jeu peuvent être élevées selon le type de signaux appliqués. Cela peut détériorer les performances électriques du composant et accélérer son vieillissement. Dans cette thèse nous présentons un modèle numérique basé sur la méthode TLM (Transmission Line Matrix) qui permet de calculer la température due à l’auto-échauffement en tout point d’un transistor 4H-SiC MESFET multi-doigts. Nous proposons par la suite un certain nombre de paramètres qui permettent de minimiser cet auto-échauffement dans un tel composant comme la distance séparant les doigts, la largeur optimale du substrat et le pourcentage de surface du composant qui doit être en contact avec le dissipateur de chaleur The spectacular development of mobile communications in recent years has led to a search for robust and reliable technologies at relatively reasonable costs in the field of electronics. Studies developed in the context of new markets have led to significant changes in all sectors of electronics. This evolution is mainly directed towards the choice of new technologies allowing in particular high power densities and the optimization of active components, integrated in many systems. In this perspective, the microwave technology industry has been working for many years on the MESFET (Metal Semiconductor Field Effect Transistor) transistor. The MESFETs were made on Gallium Arsenide (AsGa). However, the GaAs and other materials such as silicon are used far too close to their ultimate physical limits, in particular in terms of the power densities provided. Wide-band gap semiconductors have attracted considerable interest. Their physical and electrical properties are very attractive for a large number of high power and very high temperature applications. However, the architecture of the power transistors means that there exist within these structures areas of high power densities where a large quantity of heat is dissipated. The temperatures involved can be high depending on the type of signals applied. This can deteriorate the electrical performance of the component and accelerate its aging. In this thesis we present a numerical model based on the TLM (Transmission Line Matrix) method which allows calculating the temperature due to the self-heating at any point of a multi-finger 4H-SiC MESFET transistor. After, we propose a certain number of parameters which allow minimizing this self-heating in such a component as the distance separating the fingers, the optimum width of the substrate and the percentage of surface of the component which must be in contact with the heat sink. Directeur de thèse : SAIDANE Abdelkader Modélisation TLM de la diffusion thermique dans les composants Semi -conducteurs grand à gap [document électronique] / FERADJI Ahmed, Auteur . - 2016-2017 . - 136 p. + CD. Langues : Français (fre) Catégories : Electronique:Semiconducteur Mots-clés : Semi-conducteurs grand gap  SiC  MESFET  TLM  Auto-échauffement Wide band gap semiconductors  SiC  MESFET  TLM  Self-heating Résumé : Le développement spectaculaire notamment des communications mobiles au cours des dernières années a conduit à une recherche de technologies robustes et fiables, à des coûts relativement raisonnables dans le domaine de l’électronique. Les études développées dans le cadre de nouveaux marchés sont à l’origine d’une évolution importante de tous les secteurs d’activités de l’électronique. Cette évolution est essentiellement dirigée vers le choix de nouvelles technologies autorisant en particulier des densités de puissance importantes et l’optimisation des composants actifs, intégrés dans de nombreux systèmes. C’est dans cette optique, que depuis de nombreuses années, l’industrie des technologies hyperfréquences travaille sur le transistor MESFET ( Metal Semi-Conducteur Field Effect Transistor). Jusqu’à présent, les transistors MESFETs étaient réalisés sur Arséniure de Gallium(AsGa). Mais ce dernier et d’autres matériaux comme le Silicium sont utilisés beaucoup trop près de leurs limites physiques ultimes, en particulier au niveau des densités de puissance fournies. Les semi-conducteurs à large bande interdite ont alors suscité un intérêt important. Leurs propriétés physiques et électriques, que leur confère leur largeur de bande interdite, sont très intéressantes pour un grand nombre d’applications de fortes puissances et à très hautes températures. Cependant, l ‘architecture des transistors de puissance fait qu’il existe au sein de ces structures des zones de fortes densités de puissances où une grande quantité de chaleur est dissipée. Les températures mises en jeu peuvent être élevées selon le type de signaux appliqués. Cela peut détériorer les performances électriques du composant et accélérer son vieillissement. Dans cette thèse nous présentons un modèle numérique basé sur la méthode TLM (Transmission Line Matrix) qui permet de calculer la température due à l’auto-échauffement en tout point d’un transistor 4H-SiC MESFET multi-doigts. Nous proposons par la suite un certain nombre de paramètres qui permettent de minimiser cet auto-échauffement dans un tel composant comme la distance séparant les doigts, la largeur optimale du substrat et le pourcentage de surface du composant qui doit être en contact avec le dissipateur de chaleur The spectacular development of mobile communications in recent years has led to a search for robust and reliable technologies at relatively reasonable costs in the field of electronics. Studies developed in the context of new markets have led to significant changes in all sectors of electronics. This evolution is mainly directed towards the choice of new technologies allowing in particular high power densities and the optimization of active components, integrated in many systems. In this perspective, the microwave technology industry has been working for many years on the MESFET (Metal Semiconductor Field Effect Transistor) transistor. The MESFETs were made on Gallium Arsenide (AsGa). However, the GaAs and other materials such as silicon are used far too close to their ultimate physical limits, in particular in terms of the power densities provided. Wide-band gap semiconductors have attracted considerable interest. Their physical and electrical properties are very attractive for a large number of high power and very high temperature applications. However, the architecture of the power transistors means that there exist within these structures areas of high power densities where a large quantity of heat is dissipated. The temperatures involved can be high depending on the type of signals applied. This can deteriorate the electrical performance of the component and accelerate its aging. In this thesis we present a numerical model based on the TLM (Transmission Line Matrix) method which allows calculating the temperature due to the self-heating at any point of a multi-finger 4H-SiC MESFET transistor. After, we propose a certain number of parameters which allow minimizing this self-heating in such a component as the distance separating the fingers, the optimum width of the substrate and the percentage of surface of the component which must be in contact with the heat sink. Directeur de thèse : SAIDANE Abdelkader

Exemplaires

Code-barres	Cote	Support	Localisation	Section	Disponibilité
2567	02-09-543	Version numérique et papier	Bibliothèque USTOMB	Thèse de Doctorat	Exclu du prêt

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