L’émergence des nouveaux transistors de puissance HEMT GaN en électronique de puissance ouvre de nombreuses perspectives permettant l’amélioration des performances des convertisseurs de puissance : augmentation de la densité de puissance et du rendement, fonctionnement à haute température. Ces composants sont capables de fonctionner à des fréquences de commutation bien au-delà du MHz, mais leur utilisation pose alors un certain nombre de défis techniques imposés par les commutations à forts di/dt (>10A/ns) et dv/dt (>100V/ns).

Afin de fiabiliser la mise en œuvre de transistors GaN au sein d’un environnement convertisseur, le monitoring des différents signaux aux bornes du composant est incontournable : la mesure de tension, bien que délicate, peut aujourd’hui être effectuée avec une bande passante satisfaisante offerte par les nouvelles générations de sondes. En revanche, la mesure du courant instantané dans le transistor reste un point bloquant.

Le CEA Leti dispose d’une technologie et de composants spécifiques permettant l’acquisition du courant instantané avec une très bonne dynamique. Cependant, sa mise en œuvre nécessite des travaux exploratoires afin d’aboutir à une solution applicable. Ce stage est consacré à l’étude et la mise en œuvre de capteurs de courant pour transistors de puissance HEMT GaN. Les applications cibles sont la protection en courant et le contrôle dynamique du transistor en commutation : fonctions peu développées jusqu’à aujourd’hui pour le GaN mais stratégiques pour permettre son émergence dans l’industrie.

Après un travail préliminaire théorique destiné à étudier l’ensemble « transistor+capteur » pour pouvoir concevoir et dimensionner l’électronique d’acquisition du courant, le stagiaire sera chargé de concevoir et réaliser un prototype afin de mettre en œuvre la solution définie. Enfin, les tests expérimentaux permettront de valider l’étude et donneront des pistes d’amélioration.

Le stagiaire sera accueilli au sein du CEA, au L2EP, laboratoire d’électronique de puissance portant ses recherches sur les convertisseurs à base de transistors GaN depuis plusieurs années. Ce travail se fera en phase avec plusieurs projets entrant dans la thématique du GaN et impliquant d’autres départements au CEA. Le stagiaire évoluera ainsi dans un environnement innovant pluridisciplinaire. Le stage pourra évoluer par la suite sur une thèse.