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Laboratoire d’analyse et d’architecture des systèmes
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9documents trouvés

17061
27/02/2017

Etude des couplages substrats dans des circuits mixtes "Smart Power" pour applications automobiles

V.TOMASEVIC

ESE

Doctorat : INSA de Toulouse, 27 Février 2017, 226p., Président: E.SICARD, Rapporteurs: G.DUCHAMP, M.RAMDANI, Examinateurs: T.BOUSQUET, R.ISKANDER, Directeurs de thèse: S.BEN DHIA, A.BOYER , N° 17061

Lien : https://hal.laas.fr/tel-01499417

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Abstract

Smart Power circuits, used in the automotive industry, are characterized by the integration on one chip of the power parts with low voltage analog and digital parts. Their main weak point comes from the switching of power structures on inductive loads. These inject parasitic currents in the substrate, capable of activating the bipolar parasitic structures inherent in the layout of the circuit, leading to failure or destruction of the integrated circuit. These parasitic structures are not currently integrated into CAD tools nor simulated by SPICE simulators. The extraction of these structures from the layout and their integration into the CAD tools is the objective of the European AUTOMICS project, in which this thesis is carried out. The characterization of the substrate coupling of two case study was used to validate theoretical models and compare them to simulations using the new substrate coupling model.

Résumé

Les circuits Smart Power, utilisés dans l’industrie automobile, se caractérisent par l’intégration sur une puce des parties de puissance avec des parties analogiques&numériques basse tension. Leur principal point faible vient de la commutation des structures de puissance sur des charges inductives. Celles-ci injectent des courants parasites dans le substrat, pouvant activer des structures bipolaires parasites inhérentes au layout du circuit, menant à une défaillance ou la destruction du circuit intégré. Ces structures parasites ne sont pas actuellement modélisées dans les outils CAO ni simulées par les simulateurs de type SPICE. L'extraction de ces structures à partir du layout et leur intégration dans les outils CAO est l’objectif du projet européen AUTOMICS, dans le cadre duquel cette thèse a été réalisée. La caractérisation du couplage substrat sur deux cas d’études a permis de valider les modèles théoriques et de les comparer aux simulations utilisant le nouveau modèle de couplage substrat.

Mots-Clés / Keywords
Electronique analogique; Circuits Smart Power; Compatibilité électromagnétique des circuits in; Conception microélectronique; Couplage substrat de puissance; Système de mesure sur puce;

139380
16505
11/05/2016

Systèmes de récupération d'énergie pour l'alimentation de capteurs autonomes pour l'aéronautique

P.DURAND ESTEBE

ESE

Doctorat : INSA de Toulouse, 11 Mai 2016, 169p., Président: L.ROY, Rapporteurs: S.BASROUR, V.DEJAN, Examinateurs: V.BOITIER, Directeurs de thèse: J.M.DILHAC, M.BAFLEUR , N° 16505

Lien : https://hal.laas.fr/tel-01481939

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Abstract

This work deals with energy harvesting and storage to power aircraft embedded wireless sensors. First, we discuss the issue of powering wireless sensors in an aircraft and we present a state of the art of the various energy harvesting and storage technologies that could be used. Then, through the design and construction of two harvesters, we show the possibilities offered by this technology and we explain the design constraints imposed by the application to get a reliable and robust power supply. The first harvester is a photovoltaic power supply located on the upper surface of an A321’s wing supplying a wireless sensors belt nearby. The systems provides 2 watts to the load, works with cloudy weather and is highly resistant to negative temperature (-50°C) and low pressure (200hPa) that are met at aircraft cruising altitude. The second harvester is a thermoelectric power supply located in an A380 pylon supplying a structural health monitoring system. The harvester is highly resistant to high temperature (300°C) and severe vibrations of the installation area and manages to generate the required energy to supply the structural health monitoring sensors. Mechanical and electronic design steps and choices that led to both harvesters are detailed and discussed.

Résumé

Ces travaux portent sur la récupération et le stockage d’énergie pour l’alimentation de capteurs sans fil dans un contexte aéronautique. Dans un premier temps, nous présentons la problématique particulière de l’alimentation des capteurs sans fil dans un tel domaine et dressons un état de l’art des différentes technologies de stockage et de récupération pouvant répondre à ce besoin. Dans un deuxième temps, à travers l’étude et la réalisation de deux récupérateurs, nous montrons les possibilités qu’apporte cette technologie et détaillons les contraintes de conception qu’impose le milieu afin d’obtenir une alimentation robuste et fiable. Le premier récupérateur présenté est une alimentation photovoltaïque située sur l’extrados de l’aile d’un A321 alimentant des bandes de capteurs sans fil proches. Le système fournit 2 watts, fonctionne par temps couvert et résiste aux températures fortement négatives (-50°C) et aux basses pressions (200hPa) qui sont rencontrées à l’altitude de croisière de cet appareil. Le deuxième récupérateur est une alimentation thermoélectrique placée dans le mât réacteur d’un A380 pour alimenter un système de capteurs dédié à la surveillance de l’état de structure. Le système résiste aux températures élevées (300°C) et aux importantes vibrations de la zone d’installation et produit l’énergie nécessaire à l’alimentation du système de capteurs. Les choix et les étapes de conception ayant menés aux deux systèmes sont détaillés, tant au niveau de l’assemblage mécanique que des circuits électroniques.

Mots-Clés / Keywords
Récupération d’énergie; Thermoélectricité; Photovoltaïque; Gestion de l’énergie; Systèmes autonomes sans batterie; Energy harvesting; Thermoelectricity; Photovoltaic; Power management; Battery-less autonomous systems;

138835
15619
07/12/2015

Développement de modèles prédictifs pour la robustesse électromagnétique des composants électroniques

H.HUANG

ESE

Doctorat : INSA de Toulouse, 7 Décembre 2015, 240p., Président: J.M.DILHAC, Rapporteurs: G.DUCHAMP, M.J.ROCA ADROVER, Examinateurs: F.CANAVERO, Directeurs de thèse: D.BEN DHIA, A.BOYER , N° 15619

Lien : https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-01261471

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Abstract

One important objective of the electromagnetic compatibility (EMC) studies is to make the products compliant with the EMC requirement of the customers or the standards. However, all the EMC compliance verifications are applied before the delivery of final products. So we might have some new questions about the EMC performance during their lifetime. Will the product still be EMC compliant in several years? Can a product keep the same EMC performance during its whole lifetime? If not, how long the EMC compliance can be maintained? The study of the long-term EMC level, which is called “electromagnetic robustness”, appeared in the recent years. Past works showed that the degradation caused by aging could induce failures of electronic system, including a harmful evolution of electromagnetic compatibility. In this study, the long-term evolution of the EMC levels of two electronic component groups has been studied. The first electronic component type is the integrated circuit. The high-frequency currents and voltages during the switching activities of ICs are responsible for unintentional emissions or coupling. Besides, ICs are also very often the victim of electromagnetic interference. Another group of components is the passive component. In an electronic system, the IC components usually work together with the passive components at PCB level. The functions of passive components in an electronic system, such as filtering and decoupling, also have an important influence on the EMC levels. In order to analyze the long-term evolution of the EMC level of the electronic components, the study in this thesis tends to propose general predictive methods for the electromagnetic compatibility levels of electronic components which evolve with time.

Résumé

Un objectif important des études de la compatibilité électromagnétique (CEM) est de rendre les produits conformes aux exigences CEM des clients ou les normes. Cependant, toutes les vérifications de la conformité CEM sont appliquées avant la livraison des produits finis. Donc nous pourrions avoir de nouvelles questions sur les performances CEM des systèmes électroniques au cours de leur vie. Les comportements CEM de ces produits seront-ils toujours conformes dans plusieurs années ? Un produit peut-il garder les mêmes performances CEM pendant toute sa durée de vie ? Si non, combien de temps la conformité CEM peut-elle être maintenue ? L'étude à long terme de l'évolution des niveaux CEM, appelée "robustesse électromagnétique», est apparue ces dernières années. Les travaux précédents ont montré que la dégradation causée par le vieillissement pourrait induire des défaillances de système électronique, y compris une évolution de la compatibilité électromagnétique. Dans cette étude, l'évolution à long terme des niveaux CEM de deux groupes de composants électroniques a été étudiée. Le premier type de composant électronique est le circuit intégré. Les courants de hautes fréquences et les tensions induites au cours des activités de commutation de circuits intégrés sont responsables des émissions électromagnétiques non intentionnelles. En outre, les circuits intégrés sont aussi très souvent les victimes d'interférences électromagnétiques. Un autre groupe de composants est formé par les composants passifs. Dans un système électronique, les circuits intégrés fonctionnent souvent avec les composants passifs sur un même circuit imprimé. Les fonctions des composants passifs dans un système électronique, telles que le filtrage et le découplage, ont également une influence importante sur les niveaux de CEM. Afin d'analyser l'évolution à long terme des niveaux CEM des composants électroniques, les travaux présentés dans cette thèse ont pour objectif de proposer des méthodes générales pour prédire l'évolution dans les temps des niveaux de compatibilité électromagnétique des composants électroniques.

Mots-Clés / Keywords
Electromagnetic robustness; Electromagnetic compatibility; Aging; Degradation mechanisms; EMC modeling; Degradation modeling; Integrated circuits; Passive components; Electromagnetic reliability; Robustesse électromagnétique; Compatibilité électromagnétique; Vieillissement; Mécanismes de dégradation; Modélisation CEM; Modélisation de la dégradation; Circuits intégrés; Composants passifs; Fiabilité électromagnétique;

136015
15582
30/01/2015

Approche systémique pour l’analyse de l’impact des décharges électrostatiques : du composant au système

F.CAIGNET

ESE

Habilitation à diriger des recherches : Janvier 2015, 113p., Président: T.PARRA, Rapporteurs: G.DUCHAMP, M.KADI, J.S.AINE, Examinateurs: P.GALY, E.SICARD, A.DURIER, N.NOLHIER, Mentor: M.BAFLEUR , N° 15582

Lien : https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-01292134

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Abstract

With the steady increase of semi-conductor technologies and the explosion of embedded systems into severe environments, failures related to ElectroStatic Discharges (ESD) are growing in importance. ESD are power sources of interferences that can cause the destruction of electronic systems or functionality losses reducing reliability. This is even more critical for aeronautic and automotive applications, where people safety depends on the reliability of embedded electronic products. Studies presented in this document report the last eight years of research activity that I carried out within the group ISGE (Intégration des Systèmes pour la Gestion de l’Energie) then ESE (Energie des Systèmes Embarqués) on the issue of the ESD impact on systems. Facing the complexity of electronic equipment, it is difficult to predict the causes of failures whether hardware or functional. Thank to a systemic approach we present how to predict the ESD impacts through simulation. The proposed methodology is based on the development of dedicated measurement methods and purely behavioral models. The approach gives the opportunity for system level co-design that can be used either by IC founders or equipment manufacturers.

Résumé

De par l’évolution des technologies des semi-conducteurs et la multiplication d’applications embarquées dans des environnements sévères, les défaillances induites par des décharges électrostatiques (ElectroStatic Discharges - ESD) deviennent une préoccupation majeure. Les ESD sont des sources puissantes d’interférences pouvant générer la destruction des systèmes électroniques et des pertes de fonctions, réduisant fortement la fiabilité des équipements. Ceci est d’autant plus critique pour les applications aéronautiques et automobiles où la sécurité des personnes dépend de la robustesse des produits électroniques embarqués. Les travaux présentés dans ce mémoire présentent les huit dernières années d’activité de recherche que j’ai menées au sein du groupe ISGE (Intégration des Systèmes pour la Gestion de l’Energie) puis ESE (Energie des Systèmes Embarqués) sur la problématique de l’impact des décharges électrostatiques sur les systèmes. Face à la complexité des équipements électroniques, il est aujourd’hui difficile de prédire les causes de défaillance qu’elles soient matérielles ou fonctionnelles. Grâce à une démarche systémique, nous présentons comment prédire par la simulation l’impact des ESD. La méthodologie proposée s’est appuyée sur le développement de méthodes de mesure spécifiques et le développement de modèles purement comportementaux. La démarche ouvre la voie à la Co-conception de systèmes fiables aussi bien utilisables par les concepteurs de circuits intégrés que par les équipementiers.

135934
14615
27/11/2014

Récupération d'énergie aéroacoustique et thermique pour capteurs sans fil embarqués sur avion

R.MONTHEARD

ESE

Doctorat : INSA de Toulouse, 27 Novembre 2014, 208p., Président: J.Y.FOURNIOLS, Rapporteurs: S.BASROUR, D.LECLERCQ, Examinateurs: R.M.SAUVAGE, Membres invités: E.PIOT, X.LAFONTAN, Directeurs de thèse: J.M.DILHAC, V.BOITIER , N° 14615

Lien : https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-01110385

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Abstract

This work adresses the issue of energy autonomy within wireless sensor networks embedded in aircrafts, which may be solved through ambient energy harvesting and storage. In a first study, we develop a demonstrator based on thermal gradients energy harvesting, which is designed to supply power to a structural health monitoring system implemented near the engine zone. Thereafter, we introduce a capacitive storage architecture which self-adapts to its own state of charge, aiming at improving its performance in terms of startup time, the energy utilization ratio and under some conditions, the energy transfer. Finally, we report the results of a prospective study on aeroacoustic energy harvesting applied to the relative wind. It is shown that this method exhibits an interesting potential in terms of generated power, then we introduce the design and the realization of an optimized energy management circuit, allowing our technique to supply power to a wireless temperature sensor.

Résumé

Ces travaux portent sur la question de l’autonomie énergétique des capteurs sans fil dans un contexte aéronautique, à laquelle la récupération et le stockage d’énergie ambiante sont susceptibles d’apporter une réponse. Nous étudions dans un premier temps la génération thermoélectrique, destinée à être appliquée au suivi du vieillissement structurel près de la zone moteur, et débouchant sur la réalisation d’un démonstrateur. Nous proposons ensuite une architecture de stockage capacitif qui, en s’adaptant à son état de charge, vise à améliorer la performance de cette solution de stockage en termes de temps de démarrage, de taux d’utilisation d’énergie et sous certaines conditions, de transfert d’énergie. Finalement, nous rapportons les résultats d’une étude prospective sur la récupération d’énergie du vent relatif grâce au phénomène aéroacoustique. Nous montrons que cette méthode présente un potentiel énergétique intéressant, puis nous présentons la conception et la réalisation d’un circuit optimisé de gestion de l’énergie, permettant d’alimenter grâce à cette technique un capteur sans fil de température.

Mots-Clés / Keywords
Récupération d’énergie; Gestion de l'énergie; Capteurs sans fil; Systèmes autonomes sans batterie; Energy harvesting; Energy management; Wireless sensor; Autonomous batteryless systems;

133936
13270
16/07/2013

Etude de la robustesse d'amplificateurs embarqués dans des applications portables soumis à des décharges électrostatiques (ESD) au niveau système

S.GIRALDO

ESE

Doctorat : Université de Toulouse III - Paul Sabatier, 16 Juillet 2013, 141p., Président : F.MORANCHO, Rapporteurs : A.REINEX, P.NOUET, Examinateur : P.BESSE, Directeurs de thèse : M.BAFLEUR, F.CAIGNET , N° 13270

Lien : http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00849735

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Abstract

With improvement in electronic technology shrinking, electronic components are increasingly becoming sensitive to ElectroStatic Discharge (ESD). Nowadays, the reliability of integrated circuits in the manufacturing field are guaranteed by a set of standards that define levels of robustness. Nevertheless the protection strategies implemented in integrated circuits, designed to meet these standards, are not always enough to ensure the robustness of the components in their final application. The new reliability problems are not well understood, given the complexity of the phenomena involved in real systems in operation. Taking into account these facts, we can question the effectiveness of the strategies used to protect against « classical ESD » and system-type stresses. All the work presented in this thesis aims to improve the robustness with respect to these new requirements, in the case study of analog components dedicated to portable applications (telephony, multimedia). Starting from a concrete case, for which there is a large difference in the system ESD robustness between the biased and unbiased product, we will present the various results of analysis (failure analysis, electrical characterization by impulse like TLP VFTLP, SPICE-type simulations) that led us to the proposal of an integrated security solution that meets the requirements.

Résumé

Avec les évolutions technologiques, les composants électroniques deviennent de plus en plus sensibles aux décharges électrostatiques (ESD). De nos jours, la fiabilité des circuits intégrés dans les étapes de fabrication est garantie par un ensemble de normes définissant des niveaux de robustesse. Mais les stratégies de protection implémentées dans les circuits intégrés, visant à respecter ces normes, ne suffisent pas toujours à garantir la robustesse des composants dans leur application finale. Ces nouveaux problèmes de fiabilité ne sont pas encore bien compris, étant donnée la complexité des phénomènes mis en jeu dans un système réel en fonctionnement. En tenant compte de ces faits, nous pouvons nous interroger sur l’efficacité des stratégies de protection contre les ESD utilisées de façon conventionnelle pour protéger contre des stress de type système. L’ensemble des travaux de thèse présentés vise à l’amélioration de la robustesse, quant à ces nouvelles exigences, de composants analogiques dédiés aux applications portables (téléphonie, multimédia). En partant d’un cas concret, pour lequel il existe une grande différence de robustesse entre le produit alimenté et non-alimenté, nous présenterons les différents résultats d’analyse (analyse de défaillance, caractérisation électrique en impulsion de type TLP et VFTLP, simulations de type SPICE) qui nous ont conduits à proposer une solution de protection intégrée respectant les exigences.

Mots-Clés / Keywords
ESD système; IEC 61000-4-2; Amplificateur audio analogique; Robustesse; Electro Static Discharges; Audio amplifiers robustness; System level ESD;

130008
13358
23/05/2013

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

T.AZOUI

ESE

Doctorat : INSA de Toulouse, 23 Mai 2013, 177p., Président: S.LEFEBVRE, Rapporteurs: F.FOREST, C.SCHAEFFER, Examinateurs: P.DUPUY, Directeurs de thèse: J.M.DORKEL, P.TOUNSI , N° 13358

Lien : http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00865827

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Abstract

The strong current development of embedded electronic systems leads us to the challenge of their reliability, all the more so as the security organs are often involved and that these systems operate in harsh environmental conditions with a requirement to reduce cost drastically. What best characterizes the recent evolution of the embedded electronic systems is a strong integration that leads to reduce their size and weight while increasing the electrical power converted. This automatically increases the power density dissipated and so the study of their electro-thermal behavior becomes of fundamental importance. The present work concerns the development of specific tools that allow electro-thermal modeling to understand the impact of the chosen technology (design, connections, materials ...) on the phenomena caused by defects that occur with ageing. Robustness rules specific to each technology may be adopted using 3D simulations presented in the report. At first, compact electro-thermal modeling was discussed. Second, considering power MOS modules which operate in a non-switching mode, a first class of problems can be treated by using a finite element electro-thermal modeling that assumes that the components act as a set of zones whose electrical and thermal conductivities are different. An attempt was made to extend the electro-thermal study to classes of problems where power MOSFETs are switching. Distributed electrical models must then be able to calculate and allocate total losses (on-state, off-state and switching) for a fast switching rate. Finally, particular attention has been given to the study of avalanche mode operation; a method based on experimentation and the use of a simple electro-thermal model to estimate the junction temperature of a power MOSFET when operating in short duration avalanche mode has been developed. To conclude, we have demonstrated that there is no single answer in terms of electro-thermal modeling and each method developed aims to solve a specific class of problems.

Résumé

Le fort développement actuel des systèmes électroniques embarqués nous conduit à relever le défi de leur fiabilisation, ceci d’autant plus que des organes de sécurité sont souvent concernés et que ces systèmes opèrent dans des conditions environnementales difficiles avec une exigence de réduction de coût drastique. Ce qui caractérise le mieux l’évolution récente de ces systèmes électroniques embarqués c’est une forte intégration qui conduit à réduire leur encombrement et leur poids tout en augmentant la puissance électrique convertie. Il en résulte automatiquement une augmentation de la densité de puissance dissipée et l’étude de leur comportement électrothermique prend, dans ces conditions, une importance fondamentale. Le présent travail concerne le développement d’outils précis de modélisation électrothermique qui permettent d’appréhender l’impact de la technologie choisie (conception, connectiques, matériaux …) sur les phénomènes causés par les défauts qui apparaissent avec le vieillissement. Des règles de robustesse spécifiques à chaque technologie pourront être édictées à l’aide de simulations 3D distribuées présentées dans le mémoire. Dans un premier temps la modélisation électrothermique compacte a été abordée. Ensuite, en se limitant aux modules MOS de puissance, une première classe de problèmes caractérisée par l’absence de commutation peut être traitée en ayant recours à une modélisation électrothermique par éléments finis qui considère que le composant est constitué par un ensemble de zones de résistivités électriques et de conductivités thermiques différentes. Une tentative a été faite en vue d’étendre l’étude électrothermique aux classes de problèmes mettant en œuvre des MOS de puissance fonctionnant en régime de commutation. Le modèle électrique distribué doit alors être capable de calculer et de répartir les pertes totales (état passant, état bloqué et commutation) pour un régime de commutation rapide. Enfin, un soin particulier a été accordé à l’étude du fonctionnement en avalanche, une méthode basée sur l’expérimentation et l’utilisation d’un modèle électrothermique simple afin d’estimer la température de jonction d’un MOSFET de puissance lors de son fonctionnement en régime d’avalanche de courte durée a été développée. Pour conclure, on a démontré qu’il n’existe pas une réponse unique en termes de modélisation électrothermique et que chaque méthode vise à résoudre une classe spécifique de problèmes.

Mots-Clés / Keywords
Fiabilité; Electrothermique; Modélisation distribuée; MOSFET; Régime d'avalanche; Reliability; Electro-thermal; Distributed modeling; Avalanche mode;

130343
12817
20/12/2012

Amélioration et suivi de la robustesse et de la qualité de MOSFETs de puissance dédiés à des applications automobiles micro-hybrides

E.POMES

ESE

Doctorat : INSA de Toulouse, 20 Décembre 2012, 165p., Président: A.CLAVERIE, Rapporteurs: B.ALLARD, E.WOIRGARD, Examinateurs: G.BLONDEL, G.FILLOUX, J.M.REYNES, Directeurs de thèse: J.M.DORKEL, P.TOUNSI , N° 12817

Non diffusable

129392
12886
12/12/2012

Contribution aux études d’amélioration de la fiabilité et de la robustesse des composants de puissance : Modélisation électrique et thermique couplée

P.TOUNSI

ESE

Habilitation à diriger des recherches : 12 Décembre 2012, 102p., Rapporteurs: B.ALLARD, S.LEFEBVRE, C.SCHAEFFER, Examinateurs: D.ANDREU, F.FOREST, T.MEUNARD, A.NAPIERALSKI, Correspondant scientifique: J.M.DORKEL , N° 12886

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Abstract

The increasing needs in embedded power systems and components lead to a strong requirement of reliability. For sake of reduced costs and strong competition in the automotive industry, the quality of the cooling system is often sacrificed to allow an increasing integration of electronic systems in confined spaces. So in many cases, the power components are pushed to the maximum of their capacity, reducing safety margins and increasing both power density and maximum junction temperature. In order to keep control on reliability in these conditions, the use of a suitable modeling is necessary. In addition, temperature is one of the most influent parameters on all electrical charge transport phenomena in semiconductors. It can result in significant changes in current and voltage waveforms, which determine the power dissipation. The latter being mainly responsible for the rise of the junction temperature of the components, this leads to a coupling between electrical and thermal quantities. For these reasons, a realistic calculation of the junction temperature must, in a vast majority of cases, take into account this electro-thermal coupling. It is important to note that there is not only one single type of modeling suited for a wide spectrum of operation modes or aimed investigations. For each operating mode a specific electrical model must be developed and associated with a thermal model of the areas affected by electro-thermal phenomena. The purpose of this adaptation is to target precisely the phenomena responsible for the failures while reducing computing time. In this context, this document exposes different methodologies developed for electro-thermal modeling and adapted to the classes of problems to be addressed, in order to meet the different needs of investigation related to the reliability and robustness of power components devices and systems.

Résumé

L’accroissement des besoins en composants de puissance dans les systèmes embarqués s’accompagne d’une forte exigence de fiabilité. Par ailleurs, pour des raisons de réduction des coûts et de forte concurrence dans l’industrie automobile, la qualité du refroidissement est de plus en plus sacrifiée pour permettre une intégration croissante des systèmes électroniques dans des emplacements nécessairement confinés. Ainsi dans de nombreux cas, les composants de puissance sont poussés au maximum de leurs capacités, en réduisant les marges de sécurité et en augmentant à la fois la densité de puissance et la température maximum de jonction. Afin de garder la maîtrise de la fiabilité dans ces conditions, le recours à une modélisation bien adaptée s’avère nécessaire. Par ailleurs, la température représente l’un des paramètres les plus influents sur pratiquement tous les phénomènes de transport de charges dans les semi-conducteurs. Elle peut ainsi entrainer des modifications importantes des ondes de courant et de tension, qui conditionnent la puissance dissipée. Cette dernière étant la principale responsable de l’élévation de la température des composants, l’on aboutit donc à un couplage entre les grandeurs électriques et les grandeurs thermiques. Pour ces raisons, un calcul réaliste de la température de jonction doit, dans une grande majorité des cas, prendre en compte ce couplage électrothermique. Il est important de noter qu’il n’existe pas un seul type de modélisation visant un large spectre de modes de fonctionnement ou d’investigations poursuivies. En effet, pour chaque régime de fonctionnement un modèle électrique spécifique doit être développé et il est associé à un modèle thermique des zones concernées par les phénomènes électrothermiques. Le but de cette adaptation est de cibler avec précision les phénomènes présumés responsables des défaillances tout en réduisant le temps de calcul. Dans ce contexte, ce document expose les différentes méthodologies de modélisation électrothermique développées et adaptées aux classes de problèmes à traiter, ceci pour répondre aux différents besoins d’investigation liés à la fiabilité et à la robustesse des composants et systèmes de puissance.

133351
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