Conception et réalisation d'un interrupteur bidirectionnel silicium pour des applications secteur : le transistor BipAC

Ces travaux s'inscrivent dans le contexte de la gestion de l'energie electrique dans les applications domestiques 230V - 50Hz. Le niveau de puissance vise se situe aux environs de la centaine de watts, et les structures de conversion utilisent des interrupteurs bidirectionnels bicommandables realises aujourd'hui a l'aide d'associations anti-serie de composants de type MOS. Malgre les ameliorations apportees par certains de ces dispositifs, leur cout de fabrication reste encore eleve et limite leur plus large diffusion sur ce marche partage avec le triac a ce jour. Nous proposons une architecture de structure bipolaire bidirectionnelle en courant et symetrique en tension appelee BipAC. Le BipAC est une structure verticale bidirectionnelle, controlable a la fermeture et a l'ouverture, realisable sur substrat N (BipAC PNP) ou P (BipAC NPN). Sa faible chute de tension a l'etat passant et sa commande ON/OFF avec une seule electrode de reference la rendent interessante pour des applications specifiques a faible niveau de courant (<1A). L'etude de la structure BipAC s'appuie sur des simulations physiques 2D effectuees a l'aide du logiciel SentaurusTM. Afin d'ameliorer le gain en courant de la structure BipAC initiale, une nouvelle version du BipAC a ete proposee et validee par des simulations physiques 2D (de type process et electrique). Ensuite, des masques sont concus sous le logiciel CadenceTM. La structure initiale est realisee sur les deux types de substrat et pour deux epaisseurs differentes de chaque type. La fonctionnalite du BipAC est validee par des caracterisations electriques.