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

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  • Volumes horaires

    • CM : 14.0
    • TD : 14.0
    • TP : 32.0
    • 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 / First session
Evaluation rattrapable (ER) / ER assessment : 1 Test en ligne pour chaque partie + examen oral à tirage aléatoire / 1 On-line test for each part + oral exam with randon selection
Evaluation non rattrapable (EN) / EN assessment : comptes rendus de BE et TP / Lab reports

Si situation 100% distancielle / If distant learning mandatory:
Evaluation rattrapable (ER) / ER assessment : 1 Test en ligne pour chaque partie + examen oral à tirage aléatoire / 1 On-line test for each part + oral exam with randon selection
Evaluation non rattrapable (EN) / EN assessment : comptes rendus de BE / Lab reports

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Session de rattrapage / Second session
EN : Evaluation non rattrapable / EN assessment: Retaking this assessment is not possible

Moyenne de l'UE / Course Unit assessment = ER 50% + EN 50%

L'examen existe uniquement en anglais FR

Calendrier

Le cours est programmé dans ces filières :

  • Cursus ingénieur - Ingénieur IEE - Semestre 9 (ce cours est donné uniquement en anglais EN)
  • Cursus ingénieur - Master inter SGB - Semestre 9 (ce cours est donné uniquement en anglais EN)
cf. l'emploi du temps 2020/2021

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

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mise à jour le 19 juin 2019

Université Grenoble Alpes