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European Journal of Electrical Engineering
2103-3641
Revue des Systèmes
Revue Internationale de Génie électrique (1295-490X)
 

 ARTICLE VOL 17/5-6 - 2014  - pp.363-375  - doi:10.3166/ejee.17.363-375
TITRE
Modèle dynamique d'IGBT. Application aux effets du vieillissement de la métallisation d'émetteur sur les distributions électrothermiques en régime de court-circuit

TITLE
Dynamic IGBT model. Application to top-metal ageing effects on chip electro-thermal distributions during short circuit operations

RÉSUMÉ

Un modèle électrothermique distribué d’une puce IGBT a été développé afin de mettre en évidence par simulation un phénomène de latchup dynamique observé expérimentalement lors de la coupure d’un courant de court-circuit sur ces composants. Ce modèle est basé sur un couplage d’un réseau thermique de Cauer 3D et d’un réseau de macro-cellules IGBT, chacune sur la base du modèle électro-thermique IGBT d’Hefner, représentant la puce discrétisée spatialement. Le modèle Hefner a été modifié pour pouvoir prendre en compte l’effet du latchup. Le couplage est direct et fonctionne sous l’environnement Simplorer en VHDL-AMS. Le modèle a été utilisé pour rendre compte de l’impact du vieillissement de la métallisation de la puce sur la redistribution des températures et des courants entre macro-cellules lors du phénomène de court-circuit. Il a également été utilisé pour montrer l’influence éventuelle de ce même vieillissement sur le phénomène de latchup dynamique.



ABSTRACT

An innovative model of IGBT has been carried-out to monitor temperature distributions and current sharing with in an IGBT chip during critical operations. The aim of this paper is to highlight the electro-thermal stress and their effects on the semiconductor IGBT chip and its immediate vicinity, by evaluating the effects of damage using distributed models. One of the failure mechanisms in IGBT (Latch-up) is due to the “switch on” of the NPNP parasitic thyristor. This IGBT damage mechanism leads in many cases to the destruction of the component. In this paper dynamic latch-up failures during IGBT shortcircuit operations has been performed.



AUTEUR(S)
Jeff MOUSSODJI, Thierry KOCINIEWSKI KOCINIEWSKI, Zoubir KHATIR

Reçu le 2 mars 2015.    Accepté le 20 octobre 2015.

MOTS-CLÉS
modèle électrothermique, IGBT, court-circuit, vieillissement de la métallisation, latch-up dynamique.

KEYWORDS
electro thermal modeling, IGBT, short-circuit, reliability, ageing, dynamic lat-chup

LANGUE DE L'ARTICLE
Anglais

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