Intégration dans un environnement de simulation circuit d'un modèle électrothermique de transistor bipolaire à hétérojonction issu de simulations thermiques tridimensionnelles PDF Download
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Author: David Lopez
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Category :
Languages : fr
Pages : 206
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Book Description
Le travail présenté dans ce mémoire concerne l'intégration d'un modèle thermique de TBH issu de simulations thermiques 3D dans un environnement de simulation circuit. Après avoir mis en évidence dans le premier chapitre les effets thermiques dans les composants micro-ondes, nous avons présenté dans le second chapitre le potentiel de prédiction des échauffements d'une analyse thermique 3D. Ensuite nous avons présenté la mise en place d'une méthode de réduction de modèle par la technique des vecteurs de Ritz à partir de ces simulations. Le troisième chapitre décrit la modélisation non-linéaire électrothermique de TBH développé à l'IRCOM afin de générer un modèle global de transistor distribué par doigt que l'on connectera au modèle thermique. Enfin, le dernier chapitre démontre l'intérêt d'un tel modèle dans le cadre de prédiction de stabilité (crunch) et du fonctionnement de puissance notamment en terme de dynamiques lentes en fonctionnement pulsé.
Author: David Lopez
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Languages : fr
Pages : 206
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Book Description
Le travail présenté dans ce mémoire concerne l'intégration d'un modèle thermique de TBH issu de simulations thermiques 3D dans un environnement de simulation circuit. Après avoir mis en évidence dans le premier chapitre les effets thermiques dans les composants micro-ondes, nous avons présenté dans le second chapitre le potentiel de prédiction des échauffements d'une analyse thermique 3D. Ensuite nous avons présenté la mise en place d'une méthode de réduction de modèle par la technique des vecteurs de Ritz à partir de ces simulations. Le troisième chapitre décrit la modélisation non-linéaire électrothermique de TBH développé à l'IRCOM afin de générer un modèle global de transistor distribué par doigt que l'on connectera au modèle thermique. Enfin, le dernier chapitre démontre l'intérêt d'un tel modèle dans le cadre de prédiction de stabilité (crunch) et du fonctionnement de puissance notamment en terme de dynamiques lentes en fonctionnement pulsé.
Author: Raphael Sommet
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Languages : fr
Pages : 257
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LE TRAVAIL PRESENTE DANS CE MEMOIRE CONCERNE LE COUPLAGE ENTRE UN SIMULATEUR PHYSIQUE DE TRANSISTOR BIPOLAIRE A HETEROJONCTION HETSI ET UN SIMULATEUR DE CIRCUIT EN EQUILIBRAGE HARMONIQUE LISA. CE MEMOIRE EST DIVISE EN TROIS PARTIES: LA PREMIERE EST ESSENTIELLEMENT AXEE SUR LA PHYSIQUE DES COMPOSANTS. ELLE ETABLIT LES EQUATIONS GENERALES DU TRANSPORT DES PORTEURS DANS LES SEMI-CONDUCTEURS ET SUIVANT LES HYPOTHESES CHOISIES, LES EQUATIONS DE DERIVE DIFFUSION ET DE TRANSPORT D'ENERGIE SONT DONNEES. COMPTE TENU DES IMPERATIFS D'UN COUPLAGE DE CES EQUATIONS A UN SIMULATEUR DE CIRCUITS, UNE DISCRETISATION ET UNE RESOLUTION IMPLICITE DES EQUATIONS DE LA PHYSIQUE DES SEMI-CONDUCTEURS SONT DEVELOPPEES. DES RESULTATS CONCERNANT L'ETUDE D'UNE STRUCTURE DE HBT AVEC UN MODELE UNIDIMENSIONNEL SONT EXAMINES. LA SECONDE PARTIE EST DEDIEE QUANT A ELLE AUX METHODES UTILISABLES POUR RESOUDRE LES EQUATIONS DES CIRCUITS MICROONDES. LES METHODES TEMPORELLES SONT ETUDIEES ET COMPAREES A LA METHODE DE L'EQUILIBRAGE HARMONIQUE. IL RESSORT UN BESOIN REEL D'UTILISER LA METHODE DE L'EQUILIBRAGE HARMONIQUE POUR RESOUDRE LES EQUATIONS DES CIRCUITS MICROONDES EN REGIME PERIODIQUE ET EN ETAT ETABLI. LA TROISIEME PARTIE DU MEMOIRE CONCERNE L'INTEGRATION DES EQUATIONS DE LA PHYSIQUE DANS UN SIMULATEUR PHYSIQUE EN EQUILIBRAGE HARMONIQUE. LA CONSTRUCTION SOUS FORME MODULAIRE DES DEUX SIMULATEURS EST DECRITE AINSI QU'UNE METHODE ORIGINALE DU CALCUL DU JACOBIEN IMPLICITE EXACT DU SYSTEME. DES RESULTATS EN CLASSE A, B A 1.8 GHZ VALIDENT LE COUPLAGE. IL EST DESORMAIS POSSIBLE A L'AIDE DE CE NOUVEL OUTIL D'ENVISAGER DE CONCEVOIR ENSEMBLE LA PARTIE PASSIVE ET ACTIVE D'UN CIRCUIT MMIC
Author: THIERRY.. MAUREL
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Languages : fr
Pages : 209
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NOUS AVONS DEVELOPPE UN MODELE ELECTROTHERMIQUE UNIDIMENSIONNEL DU TRANSISTOR BIPOLAIRE DE PUISSANCE DANS LE SIMULATEUR DE CIRCUITS SABER. AU NIVEAU ELECTRIQUE, LA DYNAMIQUE DE LA CHARGE STOCKEE DANS LE COLLECTEUR, PREPONDERANTE POUR CE TYPE DE COMPOSANT, EST PRISE EN COMPTE DE FACON NON QUASI-STATIQUE COMME UNE VARIABLE D'ETAT DU MODELE POUR DEVELOPPER LES SOLUTIONS CORRESPONDANT AU MODE STATIQUE ET AUX DIFFERENTS TRANSITOIRES D'OUVERTURE ET DE FERMETURE DU TRANSISTOR. LE MODELE THERMIQUE PREND EN COMPTE LES ECHANGES DE CHALEUR ENTRE LA PUCE DE SILICIUM ET SON ENVIRONNEMENT. DEUX VERSIONS DU MODELE THERMIQUE ONT ETE DEVELOPPEES: LA PREMIERE EST UNIDIMENSIONNELLE ET UTILISE L'ANALOGIE THERMIQUE-ELECTRIQUE ET LES NOTIONS DE RESISTANCE THERMIQUE ET DE CAPACITE THERMIQUE. LA DEUXIEME EST DEDIEE AUX STRUCTURES BIPOLAIRES ET UTILISE UN CALCUL A DEUX DIMENSIONS DE LA TEMPERATURE DANS LE SILICIUM POUR METTRE EN EVIDENCE L'APPARITION D'UN GRADIENT DE TEMPERATURE LONGITUDINAL EN SURFACE DE PUCE POUR LES FORTES PUISSANCES DISSIPEES. LE MODELE COMPLET DU TRANSISTOR PREND EN COMPTE LE COUPLAGE ELECTROTHERMIQUE TEMPERATURE-PUISSANCE DISSIPEE PAR L'INTERMEDIAIRE DE LOIS DE DEPENDANCE EN TEMPERATURE AFFECTEES AUX PARAMETRES PHYSIQUES DU SILICIUM. LE MODELE EST VALIDE PAR LA CARACTERISATION DE PLUSIEURS TRANSISTORS BIPOLAIRES DE PUISSANCE DU COMMERCE, TANT AU NIVEAU DE SON FONCTIONNEMENT PUREMENT ELECTRIQUE EN MODE STATIQUE ET TRANSITOIRE (SANS AUTOECHAUFFEMENT) QUE DE SON COMPORTEMENT LORSQUE LE TRANSISTOR EST SOUMIS A DE FORTS AUTOECHAUFFEMENTS
Author: Raphaël Sommet
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Languages : fr
Pages : 0
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Author: ADEL.. AMIMI
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Category :
Languages : fr
Pages : 151
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DANS LE DOMAINE DE L'ELECTRONIQUE DE PUISSANCE, OU L'ENVIRONNEMENT ET LE MODE DE FONCTIONNEMENT DU COMPOSANT JOUENT UN ROLE PRIMORDIAL, NOUS CONSTATONS QUE LES ASPECTS THERMIQUES DOIVENT ETRE EVALUES DE LA MEME MANIERE QUE LES ASPECTS STRICTEMENT ELECTRIQUES. CELA SUPPOSE ENTRE AUTRES QUE LA TEMPERATURE INTERNE DES COMPOSANTS DOIT POUVOIR EVOLUER COMME TOUTES LES GRANDEURS ELECTRIQUES. DANS CE CONTEXTE, NOUS AVONS DEVELOPPE UN MODELE ANALYTIQUE DU TRANSISTOR BIPOLAIRE A GRILLE ISOLEE (IGBT) PRENANT EN COMPTE LES INTERACTIONS ELECTRO-THERMIQUES DANS LE COMPOSANT, EN ASSOCIANT AU MODELE ELECTRIQUE DU COMPOSANT UN RESEAU THERMIQUE. POUR CELA, DEUX SOLUTIONS DE COMPLEXITE DIFFERENTES ONT ETE ENVISAGEES POUR L'ELABORATION DU MODELE THERMIQUE. LA PREMIERE APPROCHE (CELLULAIRE) EST BASEE SUR L'ANALOGIE ELECTRIQUE-THERMIQUE. EN EFFET, LA PROPAGATION DU FLUX DE CHALEUR DANS LE COMPOSANT EST MODELISEE PAR UN RESEAU CELLULAIRE RTH(I) - CTH(I) DONT LES CARACTERISTIQUES SONT DETERMINEES A PARTIR DE L'IMPEDANCE THERMIQUE TRANSITOIRE ZTH DU COMPOSANT. LA SECONDE APPROCHE (DITE MIXTE), FONDEE SUR LA RESOLUTION A UNE DIMENSION DE L'EQUATION DE DIFFUSION DE LA CHALEUR, UTILISE UN CALCUL PLUS PRECIS DE LA TEMPERATURE DANS LA COUCHE DE SILICIUM, TOUT EN CONSERVANT UNE REPRESENTATION A BASE DE CELLULES RTH-CTH POUR L'ENSEMBLE DU BOITIER ET DE L'ENVIRONNEMENT. LE MODELE ELECTRO-THERMIQUE AINSI DEVELOPPE EST IMPLANTE EN LANGAGE MAST DANS LE SIMULATEUR DE CIRCUITS SABER.
Author: Anis Ammous
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Languages : fr
Pages : 231
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Un composant de puissance en pleine expansion de nos jours est l'IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor). L'une des caractéristiques de ce composant, qui le rend attractif pour les utilisateurs, est sa tenue aux courts-circuits. Le travail proposé a été d'étudier la faisabilité de la modélisation et de la simulation des phases de destruction de l'IGBT. Ce travail a permis d'estimer, par la simulation, les risques de défaillance d'un composant soumis à des sollicitations sévères et accidentelles dans un système électrique. L'étude des modes de destruction a commencé par des observations expérimentales du fonctionnement et de la phase de destruction (tests destructifs) de quelques IGBT soumis à des courts-circuits provoqués par des perturbations multiples. L'a1nalyse de quelques modèles thermiques et de leurs précisions respectives vis-à-vis des surcharges de courtes durées a été faite. Elle montre un net avantage de la méthode des éléments finis sur la méthode des différences finies, pourtant largement utilisée dans les simulations de circuits pour les modèles thermiques. Une nouvelle méthode pour l'estimation expérimentale de la température maximale dans I'IGBT a été présentée. Elle repose sur la mesure du courant de saturation pour une tension de grille légèrement supérieure au seuil. Enfin, des simulations des phénomènes électrothermiques ont permis d'analyser le comportement critique de l'IGBT. Pour cela, plusieurs outils de modélisations et de simulations (ATLAS 2D. PACTE. SABER, etc. ...) ont été utilisés afin de reproduire les différents comportements de I'TGBT. La modélisation électrique de l'IGBT a reposée sur le modèle d'A. Hefner. La confrontation des résultats de simulations avec ceux de l'expérience a permis d'ajuster les paramètres technologiques des modèles développés pour reproduire au mieux le comportement du composant et de valider aussi les modèles développés.
Author: Marie Anne Pérez
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Languages : fr
Pages : 183
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CE TRAVAIL CONSTITUE UNE NOUVELLE APPROCHE SUR LA MODELISATION DE TRANSISTORS BIPOLAIRES A HETEROJONCTION ET SON UTILISATION POUR LA CONCEPTION NON LINEAIRE D'AMPLIFICATEURS DE PUISSANCE A HAUT RENDEMENT. UN RECAPITULATIF DE LA TECHNIQUE DE MODELISATION DE TBH DEVELOPPEE A L'IRCOM EST EXPOSE. LA NOUVELLE APPROCHE CONCERNE LA DISTRIBUTION THERMIQUE DU MODELE ET SA VALIDATION EN PETIT SIGNAL. CETTE DISTRIBUTION THERMIQUE NOUS A PERMIS D'ETUDIER LE PHENOMENE DE CRUNCH PRESENT DANS LES TBH MULTIDOIGTS. NOUS AVONS PU SIMULER LES CONSEQUENCES DU CRUNCH EN COMPORTEMENT STATIQUE ET DYNAMIQUE. CE MODELE DE TBH NOUS A AUSSI PERMIS D'ABORDER UNE CONCEPTION D'AMPLIFICATEUR DE PUISSANCE OPTIMISE EN TEMPERATURE. UN AMPLIFICATEUR EN BANDE X A ETE CONCU ET REALISE. UNE ANALYSE DE STABILITE A ETE UTILISEE POUR PREDIRE LES PROBLEMES D'OSCILLATIONS. LES MESURES EN BOITIER DE CET AMPLIFICATEUR EN PETIT SIGNAL ET EN PUISSANCE NOUS PERMETTENT DE VALIDER LA METHODOLOGIE DE CONCEPTION AINSI QUE LE MODELE ELECTROTHERMIQUE UTILISE.
Author: François Dhondt
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Languages : fr
Pages : 400
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De part leur forte densité de puissance potentielle (10 w/mm contre 1 à 2w/mm pour les HEMT), les transistors bipolaires a hétérojonction (TBH) sont des composants de choix pour les applications monolithiques de forte puissance et à haut rendement. Cependant leur loi d'injection spécifique et la mauvaise conductivité thermique de l'AsGa les prédispose à des phénomènes d'emballement thermiques nuisibles pour leur fiabilité et leur niveau de performances. Les solutions mises en oeuvre pour stabiliser thermiquement les TBH (drain thermique, résistance de ballast) induisent des éléments parasites néfastes au comportement hyperfréquence du transistor. Notre travail a donc consisté dans le développement d'un modèle global de TBH multidoigts permettant une approche autocohérente des phénomènes électriques et thermiques. Pour cela, partant de modèle physiques non-stationnaires 1d et 2d de TBH nous extrayons les modèles électriques intrinsèques de transistor monodoigt paramètres en température pour chaque point de fonctionnement. Les éléments extrinsèques et les liaisons électriques entre les différents doigts sont caractérisés par des simulations électromagnétiques 3d. Enfin, une solution numérique non-linéaire de l'équation de la chaleur (3d régime établi, 2d en régime transitoire) couplée de façon autocoherente aux modèles électriques par une procédure d'équilibrage thermique permet une détermination réaliste des performances hyperfréquences de TBH multidoigts avec prise en compte des effets thermiques doigt a doigt.
Author: Zoheir Riah
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Languages : fr
Pages : 156
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Book Description
Le travail présenté dans ce mémoire concerne le développement d'une plate-forme de simulation globale développée autour de l'environnement Scilab intégrant un modèle physique de transistor bipolaire à hétérojonction et la simulation circuit. Le premier chapitre présente les différents types de simulation pouvant coexister et nécessaire à la conception d'un circuit MMIC, ainsi que la plate-forme Scilab ainsi et le projet RNTL-GASP. Nous avons développé dans le second chapitre une boite à outils capable de prendre en compte les différents aspects du couplage entre les équations physiques du transistor et l'environnement circuit. Nous pouvons calculer désormais les différents régimes permanents de fonctionnement du transistor, qu'ils soient linéaires ou non dans les domaines temporel et fréquentiel. Cette boite à outils nous a servi de base dans le troisième chapitre à l'analyse et à la compréhension physique du phénomène de bruit dans les composants semi-conducteurs. En fait nous avons utilisé la méthode de perturbation linéaire pour introduire des sources de bruit locales au niveau de la structure interne de composant afin de calculer les densités spectrales de bruit à ses contacts. Enfin le dernier chapitre montre l'intérêt d'une telle démarche dans le cadre d'une aide à la modélisation, concrétisé avec deux exemples qui sont l'effet Kirk et le calcul de la répartition transitoire des charges dans le transistor bipolaire à hétérojonction
Author: Adel Amimi
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Languages : fr
Pages : 0
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