Missions

La thématique entre dans le cadre d'une collaboration entre les équipes « Composants et Dispositifs Microondes de Puissance » de l'IEMN et « Electronique de Puissance » du L2EP qui ont des compétences complémentaires. Elle a pour objectif de développer une chaîne complète de compétences allant de la caractérisation et la modélisation électrothermique des composants de puissance GaN (diodes GaN et transistors GaN-HEMT) jusqu'à la conception et la réalisation d'un convertisseur haute fréquence. La technologie GaN est particulièrement bien adaptée pour développer des convertisseurs en électronique de puissance ayant une fréquence de commutation élevée (> 1MHz).
Il s'agit de développer des méthodes de caractérisation de composants packagés et non packagés basées sur des mesures statiques DC et dynamiques RF large bande utilisant la détermination des paramètres S obtenus à l'aide d'un analyseur de réseaux vectoriel (VNA). Cela nécessite de mettre en œuvre des cellules de caractérisation et des circuits spécifiques afin d'avoir des accès 50. De plus, ces mesures devant être faites à haute tension, des bias ayant la bande passante suffisante et supportant de fortes puissances doivent être utilisés.
A partir de la caractérisation, le travail va consister en la détermination du schéma équivalent des composants basée sur les éléments extrinsèques puis intrinsèques ainsi qu'à réaliser des mesures thermiques. L'impact du type de boitier et de report sur les performances des dispositifs sera ainsi étudié. L'objectif est la détermination de modèles électrothermiques des composants valables sur une large bande de fréquences pour la conception de convertisseurs fonctionnant à des fréquences supérieures à 1MHz. Dans ce but, des logiciels de type circuit (ADS ou SPICE) vont être utilisés.
De plus, les effets de gate lag et drain lag des transistors à partir de mesures pulsées vont être effectuées à haute tension et on va analyser et modéliser les effets de « current collapse » apparaissant sur les diodes et transistors en commutation. Des modèles de résistances dynamiques permettant la détermination des pertes par conduction pourront ainsi être déterminés.
Les modèles développés seront utilisés dans la simulation pour la conception et l'optimisation puis la réalisation de convertisseurs HF pour des applications spécifiques.

Activités

activités expérimentales dans la salle de caractérisation de l'IEMN

Compétences

connaitre les composants de la filière GaN
Connaitre les méthodes de caractérisation des composants
Connaitre les paramètres S
Connaitre ADS
Savoir développer des modèles électrothermiques

Contexte de travail

Travail de laboratoire expérimental
Mesures en salle de caractérisation

Le poste se situe dans un secteur relevant de la protection du potentiel scientifique et technique (PPST), et nécessite donc, conformément à la réglementation, que votre arrivée soit autorisée par l'autorité compétente du MESR.

Contraintes et risques

pas de risques