Analyse et modélisation de l’effet de la température sur les caractéristiques électriques d’un H.B.T de puissance

Abstract

À l’heure actuelle, la demande en électronique de puissance ne cesse d’augmenter en raison de l’augmentation du nombre d’utilisateurs et du nombre d’applications possibles. Pour répondre aux besoins de génération de puissance, plusieurs technologies de semi-conducteurs peuvent être envisagées. Les travaux développés au cours de cette thèse constituent une contribution à la caractérisation et la modélisation d’une filière de transistor HBT InGaP/GaAs fabriquées à UMS, composant potentiel pour les applications de puissance. L'objectif est de démontrer l’effet de la température sur les paramètres physiques et électriques du HBT. La stabilité thermique étant la principale limitation des HBTs devant fonctionner à des niveaux de puissance élevés, il devient par conséquent indispensable d’inclure et de comprendre les phénomènes que les variations de la température impliquent. Nous avons, au travers d’une étude bibliographique et d’une modélisation détaillé analysé l’influence des effets de la température sur le fonctionnement des transistors, ce qui a permis de montrer que l’élévation de température dans des conditions normales de fonctionnement avait des répercussions au niveau statique, l’effet principal est de réduire l’efficacité d’injection émetteur-base, ce qui se traduit par une diminution du gain en courant β ainsi qu’une diminution de la tension de conduction des jonctions et de la mobilité des porteurs. Aussi au niveau dynamique, une augmentation de température se traduit par une baisse des fréquences de transition et maximales d’oscillation. En clair, une forte élévation de température altère de façon importante les performances des transistors.