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Transition énergétique

Composants de puissance GaN : évitez la surchauffe !


​Sans changer les procédés de fabrication ni les coûts, le CEA-Liten, institut de CEA Tech, invente pour les circuits électroniques de puissance tels que les transistors HEMTs, les tout premiers capteurs thermiques capables de prévenir leur échauffement grâce à la thermoélectricité.

Publié le 24 novembre 2020

​Automobile, industrie, solaire…. La consommation électrique décolle et la technologie GaN est en train de révolutionner le monde des composants de puissance nécessaires à une bonne efficacité énergétique. Protéger ces nouveaux composants de la surchauffe devient un enjeu majeur du développement actuel de l'électronique de puissance.

Le CEA-Liten, qui travaille depuis plus de 15 ans dans le domaine de la thermoélectricité, a développé des capteurs pour gérer les flux de chaleur, adaptés pour la première fois à la technologie GaN HEMT (high electron mobility transistor) développée en partenariat avec le CEA-Leti.

Tout l'art des scientifiques a consisté à choisir les bons matériaux à base de GaN et à développer un procédé de fabrication des capteurs de manière à pouvoir l'intégrer dans la chaîne de fabrication des transistors HEMT GaN eux-mêmes, sans ajout ni modification d'étapes. Ainsi, il est possible d'ajouter une fonctionnalité aux transistors sans rien toucher au procédé de fabrication, et sans surcoût.

Les capteurs ainsi produits convertissent l'énergie thermique dissipée par les transistors GaN en un signal électrique, lequel peut ensuite être utilisé dans des systèmes de lecture et des boucles de rétroaction destinés à protéger le fonctionnement des composants en prédisant et en évitant l'échauffement des transistors et des circuits. Ainsi couplés à un transistor de puissance, les dispositifs développés ont tous démontré leur performance en fonctionnement.

Protégée par les dépôts de deux brevets, cette solution de protection des circuits de puissance ne présente aucune des contraintes liées à celles actuellement disponibles : elle est à la fois plus compacte et ne nécessite aucune alimentation électrique pour fonctionner.

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