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Power Electronics Semiconductor Devices (IEE / M2-SGB) - 5EU9PES9

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  • Volumes horaires

    • CM : 15.0
    • TD : 15.0
    • TP : 30.0
    • Projet : -
    • Stage : -
    Crédits ECTS : 5.0
  • Responsables : Pierre LEFRANC

Objectifs

La mise en oeuvre des composants semiconducteurs est loin d’être triviale. Cela nécessite de connaître la base de la physique des semiconducteurs pour mieux appréhender le fonctionnement des composants tels que les diodes, MOSFET et IGBT.

Grâce à ces notions élémentaires, le concepteur de convertisseurs d'électronique de puissance peut commencer à utiliser les interrupteurs de puissance dans des briques élémentaires (cellule de commutation) pour réaliser ensuite des fonctions plus complexes (onduleur, redresseur par exemple).

Le concepteur a également besoin de connaître l'influence des éléments de câblage sur les phénomènes électriques au plus proche du semiconducteur comme les inductances parasites. De plus, les circuits de commande rapprochée (appelés "drivers") ont une importance toute particulière pour la mise en oeuvre.

Afin d'aller au delà de la technologie "silicium", les nouveaux composants comme les SiC-MOSFET et les HEMT-GaN sont également proposés dans le cadre de cette UE : les nouvelles contraintes en terme de vitesse de commutation et de tenue en tension sont exposées.

Contenu

1. Semi-conducteurs de puissance
• physique des semiconducteurs : introduction, principes, modèles, comparaison
• Si, SiC, GaN : comparaisons

2. Composants interrupteurs de puissance
• du semiconducteur à l'interrupteur (MOSFET & IGBT)
• fonctionnements statique et dynamiques des MOSFET et IGBT
• nouveaux composants SiC-MOSFET et HEMT-GaN : vitesse de commutation, tenue en tension

3. Circuits de commande rapprochée (gate drivers)
• fonctions de base des gate drivers : transmission de signaux, puissance, buffer, protections
• architectures des gate drivers et répercussions sur les courants de circulation, mise en série

4. Cellule de commutation
• comportement d’une cellule de commutation : modélisation de la commutation
• calcul des éléments parasites dus au câblage
• dimensionnement et modélisation des éléments passifs

Prérequis

« Power Electronics I » IEE2

Contrôles des connaissances

Session normale
Contrôle continu (CC) : notes de BE (cellule de commutation, salle blanche, simulation tenue en tension).
Contrôle terminal (CT) : épreuve écrite de 2h

Session de rattrapage
La note obtenue remplace la note de CT. Le CC n'est pas rattrapable.

CC 50% + CT 50%

L'examen existe uniquement en anglais FR

Calendrier

Le cours est programmé dans ces filières :

  • Cursus ingénieur - Master inter SGB - Semestre 9 (ce cours est donné uniquement en anglais EN)
  • Cursus ingénieur - Ingénieur IEE - Semestre 9 (ce cours est donné uniquement en anglais EN)
cf. l'emploi du temps 2019/2020

Informations complémentaires

Code de l'enseignement : 5EU9PES9
Langue(s) d'enseignement : FR

Vous pouvez retrouver ce cours dans la liste de tous les cours.

Bibliographie

Fundamentals of Power Semiconductor Devices - Baliga

Introduction to Electromagnetic Compatibility - Whiley and son - Paul (http://www.amazon.fr/Introduction-Electromagnetic-Compatibility-Clayton-Paul/dp/0471755001)

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mise à jour le 19 juin 2019

Service scolarité


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Scolarité Apprentissage : 04 76 82 50 31
Grenoble INP Institut d'ingénierie Univ. Grenoble Alpes