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Les semiconducteurs de puissance
Description Les semiconducteurs de puissance. Niveau C (Compléments) Cours de Supélec L'ouvrage présente un panorama des commutateurs de puissance à semiconducteurs en s'attachant à apporter à leurs utilisateurs et futurs utilisateurs des réponses pratiques aux problèmes spécifiques de chaque matériel. Partant des équations de la physique du solide et de l'image qu'on peut se faire du comportement des porteurs à l'intérieur des structures, l'auteur en déduit les lois de commande et de protection des composants, et il apporte des outils pour choisir le composant sûr et efficace dans une situation donnée. Les différents semiconducteurs de puissance aujourd'hui largement utilisés sont ainsi étudiés : les diodes de commutation, les zéners, les transistors bipolaires, la famille des thyristors (dont le GTO ou le TRIAC), le mosfet, l'IGBT et les produits intégrés. Dans chaque cas des lois simples sont dégagées pour une utilisation efficace et fiable. Puis sont analysées les violentes contraintes thermiques, mécaniques et électromagnétiques et leurs graves conséquences, pour aboutir enfin à l'établissement d'un diagnostic en cas de défaillance.SOMMAIRE • Chapitre I. DIODES DE COMMUTATION – Quelques rappels de physique du solide - Les technologies d'aujourd'hui, limites et perspectives - Les problèmes thermiques - Applications • Chapitre II. ZÉNERS ET DIODES À AVALANCHE – Rappels théoriques - Fabrication - Caractéristiques dynamiques - Diode compensée en température - Régulation - Protection contre les surtensions - Suppresseur de transitoires • Chapitre III. TRANSISTOR BIPOLAIRE DE PUISSANCE – Rappels de quelques principes fondamentaux - Historique - Le Darlington - Le futur de la technologie bipolaire de puissance - Commandes de base - La protection - La mise en parallele • Chapitre IV. THYRISTORS – Famille des thyristors - Modèles du fonctionnement - Caractéristiques statiques - Caractéristiques de commande - Caractéristiques dynamiques - Mise en série - Mise en parallèle - Le triac - Le thyristor asymétrique - Le GTO thyristor • Chapitre V. MOS DE PUISSANCE – Historique - Technologie - Caractéristiques - Aires de sécurité - L'irradiation du mosfet - Mise en- parallèle – Protection – Le mosfet de puissance dans l'automobile - Les structures mos dérivées - Avenir des mos de puissance • Chapitre VI. IGBT – Technologie des FIGBT - Caractéristiques électriques - Commande - Protections - Circuits d'aide a la commutation, snubber - Mise en parallèle - diodes de roue libre - Applications - Perspectives • Chapitre VII. CIRCUIT INTÉGRÉ DE PUISSANCE – Technologies horizontales et verticales - Fonctions parasites - Les hybrides - Comparaison des coûts - Avenir des circuits intégrés - Smart discrète • Chapitre VIII. RÉSISTANCE THERMIQUE – L'analyse thermique des composants de puissance - Réponse thermique à des impulsions de puissance - Impulsions longues - Vérification des hypothèses • Chapitre IX. LA FATIGUE THERMIQUE – Technologie des produits de puissance - Propagation de la chaleur - Les fatigues mécaniques - Utilisation des semiconducteurs de puissance • Chapitre X. LES CAUSES DE DÉFAILLANCE – L'aire des sécurité en direct FBSOA - L'Aire des sécurité en inverse RBSOA - L'avalanche - La fatigue thermique - Défauts divers - Les défauts de jeunesse
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