Approche polymorphe de la modélisation électrothermique pour la fiabilisation des dispositifs microélectroniques de puissance

Content Provider	Semantic Scholar
Author	Azoui, Toufik
Copyright Year	2013
Abstract	Le fort developpement actuel des systemes electroniques embarques nous conduit a relever le defi de leur fiabilisation, ceci d'autant plus que des organes de securite sont souvent concernes et que ces systemes operent dans des conditions environnementales difficiles avec une exigence de reduction de cout drastique. Ce qui caracterise le mieux l'evolution recente de ces systemes electroniques embarques c'est une forte integration qui conduit a reduire leur encombrement et leur poids tout en augmentant la puissance electrique convertie. Il en resulte automatiquement une augmentation de la densite de puissance dissipee et l'etude de leur comportement electrothermique prend, dans ces conditions, une importance fondamentale. Le present travail concerne le developpement d'outils precis de modelisation electrothermique qui permettent d'apprehender l'impact de la technologie choisie (conception, connectiques, materiaux ...) sur les phenomenes causes par les defauts qui apparaissent avec le vieillissement. Des regles de robustesse specifiques a chaque technologie pourront etre edictees a l'aide de simulations 3D distribuees presentees dans le memoire. Dans un premier temps la modelisation electrothermique compacte a ete abordee. Ensuite, en se limitant aux modules MOS de puissance, une premiere classe de problemes caracterisee par l'absence de commutation peut etre traitee en ayant recours a une modelisation electrothermique par elements finis qui considere que le composant est constitue par un ensemble de zones de resistivites electriques et de conductivites thermiques differentes. Une tentative a ete faite en vue d'etendre l'etude electrothermique aux classes de problemes mettant en œuvre des MOS de puissance fonctionnant en regime de commutation. Le modele electrique distribue doit alors etre capable de calculer et de repartir les pertes totales (etat passant, etat bloque et commutation) pour un regime de commutation rapide. Enfin, un soin particulier a ete accorde a l'etude du fonctionnement en avalanche, une methode basee sur l'experimentation et l'utilisation d'un modele electrothermique simple afin d'estimer la temperature de jonction d'un MOSFET de puissance lors de son fonctionnement en regime d'avalanche de courte duree a ete developpee. Pour conclure, on a demontre qu'il n'existe pas une reponse unique en termes de modelisation electrothermique et que chaque methode vise a resoudre une classe specifique de problemes.
File Format	PDF HTM / HTML
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Language	English
Access Restriction	Open
Content Type	Text
Resource Type	Article