Добірка наукової літератури з теми "Extraction de puissance"

Les eaux usées véhiculent des quantités élevées d’énergie qui peuvent être récupérées au moyen d’une pompe à chaleur et d’un échangeur thermique. L’estimation du potentiel de récupération de chaleur des eaux usées demande de connaître essentiellement leur débit et la quantité de chaleur à extraire ΔT (°C). Pour cette dernière, la valeur de 4,5 °C est couramment utilisée pour des études de cartographie énergétique des systèmes d’assainissement, car elle représente la valeur moyenne des opérations existantes en France. Toutefois cette valeur ne prend pas en compte le potentiel impact sur la station de traitement des eaux usées (STEU). En effet, récupérer trop de chaleur dans le réseau d’assainissement peut provoquer une diminution de la température des effluents au niveau de la STEU. Cet abaissement peut compromettre la qualité des processus biologiques de nitrification et dénitrification. D’après la littérature, une baisse de 1 °C en entrée de STEU ne représenterait pas de risque de dégradation des procédés biologiques à condition que la station ne fonctionne pas au maximum de sa capacité et que la température ne descende pas au-dessous de la température minimale de dimensionnement. En respectant ces conditions à l’entrée de La Wantzenau, principale STEU de l’Eurométropole de Strasbourg, les quantités de chaleur à extraire ΔT (°C) dans tout point du réseau ont été estimées. Cela a permis de calculer un potentiel de récupération qui tient compte de l’impact sur la STEU et de le comparer avec un potentiel théorique calculé avec une extraction de 4,5 °C. Les résultats montrent que, sur certains points, l’extraction de 4,5 °C provoque des variations de température supérieures à 1 °C en entrée de STEU et conduit à des surestimations du potentiel de récupération. La puissance de récupération de chaleur calculée, en intégrant l’impact prévisionnel sur La Wantzenau, est ainsi plus réduite, mais constitue un réel intérêt pour identifier des projets de récupération qui semblent plus réalistes.

Face aux échecs successifs des politiques climatiques et alors que l’objectif de rester en dessous du seuil de 1,5 °C s’éloigne de plus en plus, nous assistons également au danger d’un dévoiement complet de la prétendue « transition énergétique ». Obéissant aux intérêts d’un capital hautement concentré, en alliance avec les appareils d’État des principales puissances mondiales, l’expansion des « énergies renouvelables » devient le dispositif d’une nouvelle vague d’extractivisme. La course à l’exploitation du lithium ne contribue pas à atténuer la crise climatique, bien au contraire. Forme emblématique du néocolonialisme vert, elle relance le socio-métabolisme déjà sénile du capital. Son extraction à grande échelle menace d’extinction les systèmes hydro-communaux vivants dans les régions andines du nord-ouest de l’Argentine. Dans le bassin supérieur de l’Abaucán (à l’ouest de la province de Catamarca), l’exploitation du projet Tres Quebradas (sous le contrôle de la société internationale chinoise Zijin) entraîne de graves perturbations socio-métaboliques dans les systèmes hydriques, agricoles et alimentaires des communautés rurales du Bolsón de Fiambalá.

The extractives industry is crucial to Africa’s economy. Mineral resources play an important role in the economic growth of many nations on the continent. The extraction of mineral resources is done by mining companies, most of which are transnational corporations (TNCs). The manner in which these mining TNCs handle waste from the mining process is usually not environmentally friendly, resulting in serious damage to the sustainability of natural resources such as land, water and the ecosystem at large. The states in which these TNCs operate fail to regulate the activities of the TNCs for a number of reasons. Apart from political factors, such reasons include a lack of strong domestic and international laws to address environmental pollution by mining TNCs. The public trust doctrine (PTD) has been celebrated as the ultimate environmental protection tool. Its ability to conform to changing public interests is evidenced by its development. Traditionally, the PTD’s original trustee was the sovereign state. However, this paper will argue that the rise of TNCs – particularly mining TNCs – in Africa has led to the transfer of public roles from the state to the mining TNCs. The conduct of these TNCs has resulted in huge environmental damage on the continent. There is therefore a need for a paradigm shift in environmental law by imposing the PTD on such TNCs. This paper argues that, bearing in mind the fundamental dynamics of the relationship between mining TNCs and the countries in which they operate on the continent, these TNCs have emerged as the dominant governance institutions. The largest of them reaches virtually every country of the world and exceeds most governments in size and power. As a result, the corporate interest rather than the human interest defines the policy agendas of states and international bodies, including the policy agendas and processes of environmental protection. Invariably, TNCs have assumed some of the crucial public roles that were historically the basis for the sovereign state to be the trustee of natural resources. This paper therefore examines the PTD as a legal phenomenon and isolates the concepts that make it an effective legal environmental protection tool on the African continent. It then discusses the characteristics that make the sovereign state an ‘automatic’ trustee of the PTD. The paper then identifies the emerging characteristics of mining TNCs and considers the justifications for advocating the use of the PTD on the international law platform to hold these TNCs accountable for environmental damage on the continent. L’industrie extractive est cruciale pour l’économie de l’Afrique. Les ressources minérales jouent un rôle important pour le développement de beaucoup de pays sur le continent. L’extraction des ressources minérales se fait par des compagnies minières dont la plupart sont des sociétés multinationales (SMs). La manière avec laquelle ces sociétés minières SMs manipulent les résidus miniers n’est très souvent pas respectueux de l’environnement, entraînant ainsi de graves dommages quant à la durabilité des ressources naturelles telle que la terre, l’eau et de manière générale l’écosystème. Les États dans lesquels ces SMs opèrent, sont incapable pour diverses raisons de réguler les activités des SMs. Hormis les facteurs politiques, ces raisons incluent une carence de lois nationales et internationales qui adressent de façons efficaces la pollution de l’environnement by les sociétés minières SMs. La doctrine de la confiance publique (DCP) a été célébrée comme l’ultime arsenal de protection de l’environnement. Sa capacité de s’adapter au changement des intérêts du public justifie son essor. Traditionnellement, la souveraineté de l’État était le garant de la DCP. Cet article soutient toutefois que la montée des SMs – sociétés minières SMs en particulier- en Afrique a donné lieu à un transfert des rôles publics de l’État aux sociétés minières SMs. L’action de ces SMs a conduit à un désastre environnemental sur le continent. Il y a donc une nécessité d’un changement de la loi sur l’environnement en imposant la DCP aux SMs. Cet article argumente que considérant les dynamiques fondamentales de la relation entre les sociétés minières SMs et les pays dans lesquels elles opèrent sur le continent, ces SMs ont émergé comme des institutions de gouvernance dominantes. La plus grande d’entre elles sont pratiquement dans tous les pays du monde et dépassent la plupart des gouvernements en grandeur et puissance. De ce fait, l’agenda politique des États et les agences internationales incluant les agendas politiques et les processus de protection de l’environnement sont définis par les intérêt de l’entreprise et non l’intérêt humain. Invariablement, les SMs ont assumé certains des rôles publics cruciaux qui jadis étaient dévolus à l’État souverain comme gardien/garant des ressources naturelles. Cet article examine donc les SMs comme un phénomène juridique en dissociant les concepts qui font d’elles un outil juridique de protection de l’environnement sur le continent africain. Il examine ensuite les caractéristiques qui font de l’État souverain un gardien/garant « automatique » de la DCP. Se faisant, l’article identifie les caractéristiques émergeantes des sociétés minières SMs et préconise comme justificatif l’utilisation de la DCP en droit international pour tenir responsables ces SMs des dommages causés sur l’environnement sur le continent.

Background: The prevalent utilization of medicinal plants in communities underscores their promise as antimicrobial agents amid rising antibiotic resistance. This study assesses five medicinal plants; Bambusa vulgaris, Hibiscus sabdariffa, Heteropogon contortus, Moringa oleifera, and Carica papaya against clinical isolates of Salmonella Typhi and Shigella dysenteriae. Methodology: Five medicinal plants were chosen based on traditional knowledge and ethnobotanical practices. Phytochemical analysis followed standard methods. Plant extracts were prepared using ethanol, ethyl acetate, dichloromethane, and hexane. Various concentrations (R conc., D1 conc., D2 conc, D3 conc, and D4 conc) of the extracts were evaluated using Kirby-Bauer disk diffusion and broth dilution methods to ascertain antimicrobial properties, including minimum inhibitory concentrations (MIC) and minimum bactericidal concentrations (MBC). Results: Phytochemical analysis revealed abundant saponins, cardiac glycosides, terpenoids, steroids, flavonoids, phenolics, and tannins, notably higher with ethanol extraction. Hibiscus sabdariffa demonstrated potent activity against S. Typhi with inhibition zone diameters of 29.00 mm (R conc), 27.00 mm (D1 conc), 14.00 mm (D2 conc), and 4.00 mm (D3 conc). Heteropogon contortus exhibited activity against S. dysenteriae with inhibition zone diameter of 25.05 mm (R conc), 15.00 mm (D1 conc), 10.00 mm (D2 conc), and 5.00 mm (D3 onc). The inhibition zone diameters of B. vulgaris were 18.50 mm (R conc), 17.00 mm (D1 conc), and 10.00 mm (D2 conc) against S. dysenteriae. The MIC and MBC were similar for both organisms, with H. sabdariffa (MIC: D3-4.27 mg/mL, MBC: D1-68.25 mg/mL) and H. contortus (MIC: D3-4.69 mg/mL, MBC: R-75.00 mg/mL), while M. oleifera, C. papaya, and B. vulgaris had negligible antimicrobial activity. Conclusion: Hibiscus sabdariffa and H. contortus exhibited potent antimicrobial effects against Salmonella, with MICs of 4.27 mg/mL and 4.69 mg/mL, and MBCs of 68.25 mg/mL and 75.00 mg/mL respectively. Their consistent low MICs against Shigella suggest their potentials for antibiotic production. Contexte: L’utilisation répandue des plantes médicinales dans les communautés souligne leur promesse en tant qu’agents antimicrobiens dans un contexte de résistance croissante aux antibiotiques. Cette étude évalue cinq plantes médicinales; Bambusa vulgaris, Hibiscus sabdariffa, Heteropogon contortus, Moringa oleifera et Carica papaya contre les isolats cliniques de Salmonella Typhi et Shigella dysenteriae. Méthodologie: Cinq plantes médicinales ont été choisies sur la base des connaissances traditionnelles et des pratiques ethnobotaniques. L'analyse phytochimique a suivi les méthodes standard. Des extraits de plantes ont été préparés en utilisant de l'éthanol, de l'acétate d'éthyle, du dichlorométhane et de l'hexane. Diverses concentrations (R conc., D1 conc., D2 conc., D3 conc et D4 conc) des extraits ont été évaluées à l'aide des méthodes de diffusion sur disque Kirby-Bauer et de dilution en bouillon pour vérifier les propriétés antimicrobiennes, y compris les concentrations minimales inhibitrices (CMI) et les concentrations minimales concentrations bactéricides (MBC). Résultats: L'analyse phytochimique a révélé une abondance de saponines, de glycosides cardiaques, de terpénoïdes, de stéroïdes, de flavonoïdes, de composés phénoliques et de tanins, notamment plus élevés avec l'extraction à l'éthanol. Hibiscus sabdariffa a démontré une activité puissante contre S. Typhi avec des diamètres de zone d'inhibition de 29,00 mm (conc R), 27,00 mm (conc D1), 14,00 mm (conc D2) et 4,00 mm (conc D3). Heteropogon contortus a présenté une activité contre S. dysenteriae avec un diamètre de zone d'inhibition de 25,05 mm (R conc), 15,00 mm (D1 conc), 10,00 mm (D2 conc) et 5,00 mm (D3 onc). Les diamètres des zones d'inhibition de B. vulgaris étaient de 18,50 mm (conc R), 17,00 mm (conc D1) et 10,00 mm (conc D2) contre S. dysenteriae. La CMI et la MBC étaient similaires pour les deux organismes, avec H. sabdariffa (CMI: D3-4,27 mg/mL, MBC: D1-68,25 mg/mL) et H. contortus (CMI: D3-4,69 mg/mL, MBC: R -75,00 mg/mL), tandis que M. oleifera, C. papaya et B. vulgaris avaient une activité antimicrobienne négligeable. Conclusion: Hibiscus sabdariffa et H. contortus ont présenté de puissants effets antimicrobiens contre Salmonella, avec des CMI de 4,27 mg/mL et 4,69 mg/mL et des MBC de 68,25 mg/mL et 75,00 mg/mL respectivement. Leurs CMI constamment faibles contre Shigella suggèrent leur potentiel de production d’antibiotiques.

The power of depth indexing for access to complex resources is apparent, yet tools for depth indexing are not well-developed. This study uses term generation, concept extraction, and facet identification derived through latent coding, and with each facet epistemologically defined a knowledge organization system is created that enables depth indexing of the archives.La puissance de l'indexation exhaustive aux fins d'accès à des ressources complexes est évidente, mais les outils d'indexation exhaustive ne sont pas suffisamment développés. Cette étude fait appel à la génération de termes, à l'extraction de concepts et à l'identification de facettes issues d'un codage d'arrière-plan. Pour chaque facette définie de façon épistémologique, un système d'organisation de la connaissance est créé permettant l'indexation exhaustive de l'archive.

Résumé Le comportement géomécanique du sel gemme a été largement étudié au fil des ans. Les différentes études expérimentales ont permis d'identifier des caractéristiques distinctives associées à une réponse inélastique non-linéaire qui est fonction du temps et de l'historique de chargement. Ces caractéristiques doivent être reproduites par les équations constitutives utilisées pour analyser la réponse du sel gemme autour des ouvertures souterraines. Dans cet article, un modèle constitutif relativement simple est introduit dans le code numérique FLAC et appliqué pour analyser le comportement différé d'excavations dans des mines de sel. Le modèle unifié en fluage et plasticité comprend une variable d“état interne avec une loi d”évolution qui induit un écrouissage progressif jusqu'à ce qu“un état stationnaire soit atteint. Des analyses numériques sont effectuées avec le modèle ISV-SH pour évaluer les paramètres du matériau et simuler la réponse d”une ouverture circulaire et d'excavations minières rectangulaires créées séquentiellement. Les résultats sont présentés et comparés à ceux obtenus avec l“équation bien connue de la loi de puissance de Norton, couramment utilisée dans l”ingénierie des mines de sel. Les résultats des calculs, présentés en termes de l’évolution des contraintes, des déformations et de vitesses de déformation, illustrent certains des aspects clés du comportement du sel gemme et ils mettent en évidence l“influence majeure de la loi de comportement utilisée pour les analyses numériques. L”approche de simulation proposée ici constitue une alternative pratique et flexible aux outils de modélisation basés sur le fluage stationnaire, souvent utilisés pour l“analyse des ouvertures souterraines dans les opérations d”extraction de sel gemme.1 Ceci est une traduction fournie par l'auteur du résumé en anglais.

AbstractAs the biopharmaceutical industry looks to implement Industry 4.0, the need for rapid and robust analytical characterization of analytes has become a pressing priority. Spectroscopic tools, like near‐infrared (NIR) spectroscopy, are finding increasing use for real‐time quantitative analysis. Yet detection of multiple low‐concentration analytes in microbial and mammalian cell cultures remains an ongoing challenge, requiring the selection of carefully calibrated, resilient chemometrics for each analyte. The convolutional neural network (CNN) is a puissant tool for processing complex data and making it a potential approach for automatic multivariate spectral processing. This work proposes an inception module‐based two‐dimensional (2D) CNN approach (I‐CNN) for calibrating multiple analytes using NIR spectral data. The I‐CNN model, coupled with orthogonal partial least squares (PLS) preprocessing, converts the NIR spectral data into a 2D data matrix, after which the critical features are extracted, leading to model development for multiple analytes. Escherichia coli fermentation broth was taken as a case study, where calibration models were developed for 23 analytes, including 20 amino acids, glucose, lactose, and acetate. The I‐CNN model result statistics depicted an average R2 values of prediction 0.90, external validation data set 0.86 and significantly lower root mean square error of prediction values ∼0.52 compared to conventional regression models like PLS. Preprocessing steps were applied to I‐CNN models to evaluate any augmentation in prediction performance. Finally, the model reliability was assessed via real‐time process monitoring and comparison with offline analytics. The proposed I‐CNN method is systematic and novel in extracting distinctive spectral features from a multianalyte bioprocess data set and could be adapted to other complex cell culture systems requiring rapid quantification using spectroscopy.

L'étude porte sur l'analyse détaillée des comportements des composants de puissance, incluant la diode PiN, le transistor MOSFET et l'IGBT, dans une cellule de commutation avec une source de courant et une source de tension. Cela nous permet d'obtenir les grandeurs typiques représentant les courbes électriques pendant les commutations de ces composants. Pour faciliter la caractérisation, nous avons automatisé l'acquisition des grandeurs électriques en commutation, basé sur le bus GPIB. Le langage JAVA de part son adaptabilité à s'exécuter sous le système Unix et Windows 98 a été adopté. Une procédure d'identification automatique basée sur les méthodes d'optimisation est développée. Nous avons pu ainsi confronter les résultats expérimentaux avec les résultats déterminés par le simulateur de circuits PACTE. L'autre partie du travail a consisté à développer une nouvelle procédure de validation du couple modèle-paramètres. Il s'agit de fournir une carte du domaine de validité pour vérifier un bon accord entre l'expérience et la simulation dans un très grand nombre de conditions du fonctionnement de composant de puissance. Cette méthode est inédite et changera le processus de développement d'un modèle de composants de puissance. En appliquant cette procédure à la diode PiN, nous avons montré les avantages et les inconvénients entre le simulateur DESSIS utilisant la méthode des éléments finis et PACTE. Les résultats montrent que cette méthode de validation est aussi adapte aux pour les composants comme le MOSFET de puissance et l'IGBT
Firstly, this study investigates in detail the behavior of power electronic components, such as power diodes, power MOSFETs and IGBTs, during transient in a switching cell including a voltage source and a current source. The typical variables representing the electrical waveforms during the commutation are obtained. To easily characterize the devices, a measurement workbench has been designed, based on the bus GPIB. The workbench can automatically extract the values of these designed, based on the bus GPIB. The workbench can automatically extract the values of these typical variables, and the object-oriented language JAVA is adopted because of its portability for Unix and Windows systems. An identification procedure based on optimization methods has been developed. The comparison between experimental and the simulation results are carried out by the circuit simulator PACTE. The other party of the study is to achieve a new procedure for validating the couple of model-parameters. The map of validity domain enable to verify the agreement experimental and the simulation results for a large domain of conditions. The validation method is original and will change the developing process for the power semiconductor device models. Applying this validation method for the power diode, we have shown the advantages and the drawbacks by comparing the results between the simulation of DESSIS which adopts the finite element method and the results of PACTE. It has been shown that this method is also convenient for the power MOSFET and the IGBT

L'extraction de principes actifs ou d'huiles essentielles a partir de substrats vegetaux a l'aide d'un solvant approprie est une operation unitaire classique du genie chimique. L'objectif de ce travail est double: demontrer la faisabilite d'un mode d'extraction en continu a contre-courant dans une colonne mecaniquement agitee et ameliorer le rendement/la selectivite de l'extraction par une activation ultrasonore. Dans certains cas, les ultrasons permettent notamment d'accelerer la cinetique en augmentant la diffusion intraparticulaire du solute recherche, qui est l'etape limitante au transfert. Trois extractions differentes ont ete envisagees: pyrethrines a partir de fleurs de pyrethre, huile a partir de graines de pastel, hemicelluloses a partir de coques de tournesol. Les 2 premieres sont effectuees a l'hexane, la derniere en solution aqueuse a ph controle. Dans chacun des cas, l'extraction sous ultrasons a ete etudiee. Les resultats obtenus ont suscite une recherche de nature fondamentale, visant a expliciter les mecanismes de propagation ultrasonore dans divers reacteurs. A ce titre, il a fallu developper un capteur approprie, apte a enregistrer les effets locaux des ultrasons. Correles a la puissance localement disponible: une sonde thermoelectrique a ete retenue. Le principe de la mesure est fonde sur l'echauffement d'une matiere absorbante (silicone) detecte par un thermocouple. Un modele thermique decrivant la dissipation dans la matiere a ete ecrit pour interpreter les resultats experimentaux. Cette technique a permis de comparer differentes geometries de reacteurs ultrasonores, de mettre en evidence l'influence de l'agitation et de la presence de particules solides sur la repartition des ultrasons dans le volume reactionnel

97% des articles publiés sur les études climatiques racontent que le réchauffement climatique est entièrement causé par les activités humaines. Les gaz émis lors de la production d'énergie électrique ainsi que d'autres gaz rejetés par les voitures ont un réel impact sur l'atmosphère. Une solution consiste à mettre au point des composants présentant des pertes de conduction plus faibles et des caractéristiques de claquage plus élevées qui pourraient être utilisés dans des centrales nucléaires, des cellules de commutation à haute puissance, des voitures hybrides (électriques), etc.De nos jours, les composants à base de silicium contrôlent environ 95% des dispositifs électroniques. Le carbure de silicium SiC et le nitrure de gallium GaN sont actuellement à l’étape de R&D, et commencent à être intégrés dans certains circuits électroniques. D'autres matériaux tels que Ga2O3, AlN ou le diamant sont encore à l’étape de recherche. Les derniers sont connus sous le nom de matériaux à bande ultra large et semblent être la solution requise pour les faibles pertes de puissance. Le diamant est reconnu comme le matériau ultime pour la prochaine génération de composants de puissance en raison de ses propriétés physiques exceptionnelles telles qu'un champ de claquage élevé (>10 MV/cm) permettant d'utiliser le dispositif pour une commande de puissance élevée, une mobilité de porteurs élevée (2 000 cm^2/V.s pour les trous), une vitesse de saturation élevée, une conductivité thermique élevée (22 W/cm.K) pour une parfaite dissipation de chaleur et une faible constante diélectrique. Théoriquement, le diamant est le semi-conducteur offrant le meilleur compromis entre résistance à l'état passant et tension de claquage. En particulier, en raison de l'ionisation incomplète des dopants, il est encore plus efficace à haute température. Diverses diodes Schottky en diamant (SBD) avec de bonnes performances à l’état passant et bloqué (7,7 MV/cm) ont été rapportées. En plus des SBDs, des transistors à effet de champ (FET) ont également été étudiés à travers des oxyde-métal semi-conducteur FETs (MOSFETs) utilisant une surface hydrogénée avec des densités de courant élevées à l'état passant ou des surface oxygéné avec de bonnes caractéristiques de blocage. Pour les composants de haute-tension, il est nécessaire de changer l’architecture de l’électrode afin d’éviter un claquage prématuré due à l’encombrement du champ électrique aux bords. Dans ce but, les techniques de terminaison de bord sont utilisées pour atteindre les caractéristiques idéales. La tâche évidente avant toute fabrication de composant est la partie simulation qui prédit l’optimisation de l’architecture et les caractéristiques attendues. Une bonne prédiction nécessite la connaissance des paramètres du matériau. Les paramètres importants pour le claquage sont les coefficients d'ionisation par impact. Plusieurs coefficients ont été publiés pour le diamant. Toutefois, ils ont été extraits en « fittant » des structures non optimisées, d'où un manque de précision.Dans cette étude, deux structures de terminaisons de bord pour des diodes Schottky, appelées plaque de champ et anneaux à champ flottant, ont été étudiées. Leur efficacité de distribution du champ de surface par analyse de courant induit par faisceau d'électrons (EBIC) a été observée. De plus, des FETs ont été fabriqués et caractérisés, un MESFET et un RB-MESFET. Les FETs présentent un claquage élevé, jusqu’à 3 kV et une faible résistance. Le développement des transistors est indissociable de la diode Schottky, car ils sont tous deux nécessaires à la fabrication de cellules de commutation. Et enfin, les coefficients d'ionisation par impact pour les électrons ont été mesurés à l'aide d’EBIC pour un champ >0,5 MV/cm dans une région sans défaut. Les valeurs mesurées sont (sous l’equation de Chynoweth) an = 971 /cm et bn=2,39x10^6 V/cm. Ces valeurs sont proches des coefficients mesurés expérimentalement et rapportés dans la littérature
97% of the published climate studies articles agree with the fact that recent global warming is entirely caused by human activities. The gases emitted to produce electrical energy plus other gases rejected by cars impact considerably on the atmosphere by greenhouse effect (without referring other factors). A solution to this problem is the development of components with lower power conduction losses and higher breakdown characteristics that could be used in nuclear power plants, high power commutation cells, hybrid (electric) cars and so on.The choice of the material to reach low power conduction losses and higher breakdown is of great importance. Nowadays, silicon-based devices control about 95% of all electronic components. Silicon carbide SiC and gallium nitride GaN are at present under research and development and start to be integrated into some electronic circuits. Other materials like Ga2O3, AlN or diamond are under research for power electronic application. The last ones are known as ultra wide bandgap materials and they seem to be the required solution to low power losses. Diamond is recognized as the ultimate material for the next next-generation of power devices owing to its exceptional physical properties such as high breakdown field (>10 MV/cm) to use the device for high power control, high carrier mobility (2000 cm^2/V.s for holes) for fast switching and high frequency devices, high saturation velocity, high thermal conductivity (22 W/cm.K) for a perfect heat dissipation and low dielectric constant. Theoretically, diamond is the best semiconducting material showing the best trade-off between on-resistance and breakdown voltage. Especially, due to the incomplete ionization of the dopant, it is even more efficient at high temperature. Various diamond Schottky barrier diodes (SBDs) with good forward and reverse performances (7.7 MV/cm) were reported. In addition to SBDs, switches diamond field effect transistors (FETs) were also investigated through metal-oxide-semiconductor FETs (MOSFETs) using either an H-terminated diamond surface with high current densities in on-state or an O-terminated one with high blocking characteristics. For the high blocking voltage devices, one needs to properly terminate the edge of the electrode at the surface in order to avoid premature breakdown of the devices due to electric field crowding at the borders. In that aim, edge termination (ET) techniques are used to push the limit of the devices and reach ideal features. The obvious task before any device fabrication if the simulation part that predicts the device optimization and expected characteristics. A good device prediction requires knowledge of the material parameters. Important parameters for device breakdown in the off-state are the impact ionization coefficients. At present, several ionization coefficients were reported for diamond, however, they were extracted by fitting non-optimized structures and hence there is a lack of accuracy.In this study, two edge terminations structures for Schottky barrier diodes called field plate (FP) oxide and floating field rings were investigated. Their effectiveness in surface field distribution via electron beam induced current (EBIC) analysis was observed. In addition, normally-on FETs were fabricated and characterized, a MESFET and a reverse blocking (RB)-MESFET. The FETs exhibited a high BV, up to 3 kV and a low on-resistance. The development of transistors is inseparable from the Schottky diode since both are required to fabricate commutation cells. And finally, impact ionization coefficients for electrons were measured using EBIC for a field >0.5 MV/cm in a defect-free region. The measured values are (in a Chynoweth form) an = 971 /cm and bn = 2.39x10^6 V/cm. These values are close to the experimentally measured coefficients reported in the literature

Aujourd'hui le carbure de silicium, SiC, est un matériau qui permet le développement de nouveaux composants de puissance. Le SiC est un semi-conducteur à grand gap, qui permet notamment de fabriquer des composants haute tension ou haute température. Des diodes PiN ayant des tenues en tension allant jusqu'à 5kV ont déjà développés au CEGELY. Ce travail de thèse entre dans le cadre de la modélisation et la caractérisation des diodes 4H en carbure de silicium ont été abordées notamment avec des outils de simulation numérique de type éléments finis. Ce modèle a été appliqué par la suite à la simulation des différents circuits de mesures excitant un comportement spécifique de la diode. Le circuit de DMTVCA (Depletion Mode Transient Voltage and Current Analyse) permet de ne pas se placer en forte injection. Il permet d'extraire le dopage et l'épaisseur de la couche faiblement dopée tenant la tension et la surface de la zone active. Le circuit d'OCVD (Open Circuit Voltage Decay) permet de solliciter la diode en forte injection sans passer par une phase complexe de recouvrement inverse. Il permet d'extraire la durée de vie ambipolaire. Enfin la cellule de commutation inductive ou résistive permet de valider dans un contexte de commutation plus réaliste la modélisation et les paramètres extraits. Cela a permis de mettre au point une procédure d'extraction des paramètres de conception des diodes PIN en SiC. Enfin, Pour caractériser le comportement optimal de la diode PiN, nous avons développé une analyse expérimentale, dans le circuit de DMTVCA, de la condition de percement: traversante (Punch-Through) ou non traversante (Non-Punch-Through)
Superior properties for power devices, compared to silicon. The characterization of high voltage SiC devices is requires in the development of these devices. However the transient measurement is not very easy because of the influence of numerous parasitic elements. A new experimental set-up is developed and validated to characterize high voltage diodes in switch transient regime. The experimental set-up enable to measure nice current and voltage transient characteristics, i. E. Without noise and high parasitic wiring influence. PiN diodes are fabricated with many trade-offs balance physical constraints. In particular the doping concentration, Nd, the width of the low doped base region, Wd, and the effective area of the device, A, define the reverse breakdown voltage of the PiN diode and the resistance of the diode epitaxial layer under forward bias and the ambipolar lifetime tau. It is difficult to obtain these parameters directly from the manufacturer. Moreover, device reverse-engineering remains a delicate and destructive task while engineers are more interest in a non-destructive extraction method of design parameters. This physics-based approach focuses on isolating the ambipolar lifetime from Wb, Nd and A parameters during transient behaviour. Therefore, this allows users the flexibility to extract parameters by minimizing the error between experimental and simulation data. The algorithm is based from DMTVCA and OCVD techniques are validated in a buck converters on a resistive load. A good agreement between experimental and simulation data is obtained

Thèse doctorat : Génie Electrique : Villeurbanne, INSA : 2007. Thèse doctorat : Génie Electrique : Faculté des Sciences de Monastir : 2007.
Thèse soutenue en co-tutelle. Titre provenant de l'écran-titre. Bibliogr. p. 158-164.

Le travail présenté dans ce mémoire propose une contribution à la conception optimisée d'amplificateurs de puissance par l'utilisation de plusieurs caractérisations fonctionnelles. Celles ci sont réalisées aux premiers stades de la conception, au niveau du transistor en environnement source et load pull. Il est ainsi montré qu'un banc load pull fonctionnant en mode pulsé permet de participer à la validation des technologies utilisées pour la génération de fortes puissances aux fréquences microondes (Bande S). Cette étape permet également de valider fortement les modèles non linéaires électrothermiques des transistors développés à cet effet. Dans le domaine millimétrique, l'amplification de puissance sous contrainte de rendement et de linéarité est à l'heure actuelle un des points critiques du fait des faibles réserves de gain proposées. Dans ce contexte, le développement d'un banc source et load pull actif fonctionnant en bande K et permettant de déterminer les conditions optimales de polarisation et d'adaptation pour l'obtention du meilleur compromis rendement/linéarité se révèle être de première importance pour la conception optimisée d'amplificateur. Enfin, une nouvelle technique de caractérisation dédiée à l'extraction des quatre paramètres S à chaud en environnement load pull est proposée. Une application de cette nouvelle caractérisation a ainsi permis de prédire les oscillations paramétriques hors bande pouvant apparaître en fonction des conditions opératoires lorsque le transistor fonctionne en régime fort signal
Advanced functional characterizations of power transistors for the validation of nonlinear models of SC devices used in CAD packages. This work deals with different functional characterization methods for the design of optimized power amplifiers. These characterizations are carried out on transistors at the first stages of the design, in a source and load-pull environment. Thus, it is shown that a pulsed load-pull set up is very useful to validate the technologies used for the generation of high power at RF and microwave frequencies. It also enables to deeply validate the thermoelectric nonlinear models of transistors developed for this purpose. For the design of amplifiers which operate up to millimetric frequencies (Ku / K Band), reaching high power under constraint of efficiency and linearity is one of the most critical point because of the weak reserves of power gain proposed. In this context, the development of an active source and load-pull setup is of prime importance. It enables to primarily determine the transistor optimum operating conditions (Matching and DC bias) to reach the best trade off between efficiency and linearity. Finally, a new method to perform Hot Small-Signal S-Parameter measurements of power transistors operating under large signal conditions is proposed. An application to the prediction of parametric oscillations when the transistor is driven by a pump signal is demonstrated

Ce mémoire porte sur l'analyse et la caractérisation du comportement du transistor MOS de puissance. La première partie du mémoire rappelle la structure, le comportement et la modélisation du transistor MOS de puissance. Un modèle semi-empirique dit " à deux kp " a été choisi. La mise en œuvre des caractéristiques expérimentales de type statique I(V), dynamique C(V) ou en commutation est présentée. En particulier le rôle de la durée des impulsions des caractérisations quasi-statiques est étudiée. La seconde partie traite la caractérisation expérimentale et l'extraction classique des paramètres des modèles de type VDMOS basée sur les mesures I(V) et C(V). La confrontation entre simulation et expérience en régime de commutation sur charge RL est faite. La troisième partie traite de l'extraction des paramètres en se basant sur la commutation sur charge R-L dans une cellule de commutation. Les signaux temporels mesurés pendant les commutations du composant fournissent des informations utiles à l'extraction des paramètres. La procédure d'identification automatique est basée sur des méthodes d'optimisation avec un critère de comparaison entre des mesures et les simulations correspondantes. Ainsi nous avons pu confronter les résultats expérimentaux avec ceux obtenus par simulation en utilisant le simulateur PACTE développé au CEGELY. Les configurations les mieux adaptées à l'extraction des paramètres du transistor MOS de puissance, ont été évaluées. Les résultats obtenus montrent une équivalence par rapport aux méthodes classiques. L'intérêt de la méthode d'extraction en commutation que nous avons présentée réside dans une bien moins grande sensibilité aux bruits de mesure
The study is about the analysis and the characterization of the VDMOS. First part of the text recalls the structure, the behavior and the modeling of the VDMOS. A semi-behavioral model, "2KP-model", has been selected. Experimental characterizations have been done in I-V, C-V and switching mode of operation. The role of pulse duration has been studied for quasi-static I-V characterization. Second part describes classical characterization and parameter extraction techniques applied to VDMOS models. Comparisons between simulations and measurements in switching mode operation in an R-L circuit are achieved. Third part corresponds to parameter extraction of the VDMOS model based on R-L switching measurements. Transient measured signals in such conditions yield sufficient information for the parameter extraction. An automatic identification procedure, based on optimization of the difference between measurements and simulation, has been applied. So comparison between PACTE simulations and experiments has been done. The obtained results show equivalence with respect to classical method. The interest of the proposed method is a drastic reduction of measurement noise

Les circuits intégrés (CI) de puissance sont utilisés dans les systèmes embarqués automobiles en raison de leur capacité à réunir sur la même puce des dispositifs basse tension et haute tension (HV). Dans de tels systèmes, le bruit de couplage électrique induit par la commutation des étages de puissance est un problème majeur. Pendant la commutation, les tensions et les courants parasites produisent un décalage local de la tension de substrat allant jusqu'à une centaine de millivolt, perturbant ainsi le circuit basse tension. Ces signaux parasites entraînent des dysfonctionnements. Les solutions existantes reposent sur le layout et sont difficiles à optimiser par simulation électrique. L'absence d'une stratégie de modélisation interdit de fait une stratégie de conception s'appuyant sur la prédiction de ces perturbations. Nous présentons ici une méthode d'extraction et de simulation post-layout pour la modélisation des parasites de substrats. Nous avons développé un logiciel (CAO) pour l'extraction du substrat fondé sur la reconnaissance de forme. L'extraction utilise un algorithme de maillage pour la génération du modèle du substrat. Les courants de substrat peuvent être pris en compte lors de la simulation post-layout, autorisant l'analyse des dysfonctionnements éventuels induits par les couplages à travers le substrat. Ce travail a été validé par plusieurs cas d'études industriels, une configuration en miroir de courant, et un test automobile standard en technologie amsHV. Cette méthodologie est aussi appliquée à une technologie HV BCD de STMicroelectronics. Ainsi, en utilisant notre approche, il devient possible de simuler des bruits de substrat avant fabrication
Smart Power Integrated Circuits (ICs) are intensively used in automotive embedded systems due to their unique capabilities to merge low power and high voltage (HV) devices on the same chip. In such systems, induced electrical coupling noise due to switching of the power stages is a big issue. During switching, parasitic voltages and currents, lead to a local shift of the substrate potential that can reach hundreds of millivolts, and can severely disturb low voltage circuits. Such parasitic signals are known to represent the major cause of failure and costly circuit redesign in power ICs. Most solutions are layout dependent and are thus difficult to optimize using available electrical simulator. The lack for a model strategy prohibits an efficient design strategy and fails at giving clear predictions of perturbations in HV ICs. Here, we present a post-layout extraction and simulation methodology for substrate parasitic modeling. We have developed a Computer-Aided-Design (CAD) tool for substrate extraction from layout patterns. The extraction employs a meshing algorithm for substrate model generation. The behavior of the substrate currents can be taken into account in post-layout simulation, and enables an exhaustive failure analysis due to substrate coupling. Several industrial test cases are considered to validate this work, the interferences of substrate currents in a current mirror configuration, and a standard automotive test in amsHV technology. This methodology is also applied to a HV BCD technology of STMicroelectronics. Eventually, by using the proposed CAD tool, it becomes possible to simulate the behaviors of substrate noises before fabrication