Brevet FR2652983A1 — publié le 19910412

La présente invention concerne un montage en cascade d'étages de transistors en parallèle réalisé en circuit hybride. On rappelle qu'un circuit hybride est un assemblage de composants électroniques sur un support appelé substrat, sur lequel est sérigraphie un réseau de pistes conductrices aboutissant à des plots de connexion desdits composants, ladite connexion étant effectuée dans le cas de composants actifs au moyen de fils conducteurs de très faible section (connus sous le terme anglo-saxon de "bondings") raccordant les plots de connexion des pastilles de semi-conducteur formant lesdits composants actifs aux plots de connexion correspondants du substrat du circuit hybride. Pour un montage donné il existe en général une grande variété de schémas d'implantation possibles de ces éléments. La présente invention a pour objet un schéma d'implantation particulier, destiné à des montages en cascade d'étages de transitors en parallèle, tels que les montages dits "Darlington", ou "MOS-BIP" (association de transistors de type MOS et de type bipolaire), très utilisés notamment en électronique de puissance ou dans les systèmes de conversion d'énergie. Le schéma d'implantation suivant l'invention permet plus particulièrement d'obtenir un meilleur équilibrage du courant entre la sortie d'un étage dit de commande et l'entrée d'un étage dit commandé, d'o une optimisation du fonctionnement de ce montage et une réduction des risques de détérioration des composants électroniques qui le constituent. Suivant l'invention, un montage en cascade d'étages de transistors en parallèle réalisé en circuit hybride, ledit montage comportant un étage de commande à "n" transistors et un étage commandé à "m.n" transistors, ces différents transistors se présentant sous forme de différentes pastilles de semi-conducteur munies de plots de connexion d'un premier type localisés sur leur face placée en regard du substrat du circuit hybride et d'un deuxième et d'un troisième type localisés sur une autre face, ledit substrat comportant des pistes -2- conductrices d'un premier type placées au contact des plots de connexion du premier type, et d'un deuxième et d'un troisième type connectées aux plots de connexion des deuxième et troisième types par l'intermédiaire de fils conducteurs, et ledit montage étant tel que les plots de connexion du premier type des transistors de l'étage de commande sont connectés aux plots de connexion du premier type des transistors de l'étage commandé, que les plots de connexion du deuxième type des transistors de l'étage de commande, formant la sortie de cet étage, sont connectés aux plots de connexion du deuxième type des transistors de l'étage commandé, formant l'entrée de cet étage, et que les plots de connexion du troisième type des transistors de l'étage de commande sont connectés entre eux, ainsi que les plots de connexion du troisième type des transistors de l'étage commandé, est essentiellement caractérisé en ce que lesdites pastilles de semi- conducteur sont disposées suivant une matrice à "n" colonnes et "m+l" lignes, à raison d&'un transistor de l'étage de commande par colonne pour "m" transistors de l'étage commandé, les différentes colonnes étant réalisées sur différentes pistes conductrices du premier type reliées entre elles suivant le schéma défini ci-dessus et étant séparées alternativement par des pistes conductrices du deuxième et du troisième type, reliées entre elles suivant le schéma défini ci-dessus. D'autres objets et caractéristiques de la présente invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante d'un exemple de réalisation, faite en relation avec les dessins ci-annexés dans lesquels: - la figure 1 rappelle le schéma électrique d'un montage dit "MOS-BIP". - la figure 2 est un schéma d'implantation, suivant l'invention, en circuit hybride, du montage "MOS-BIP" représenté sur la figure 1. Le montage "MOS-BIP" représenté sur la figure 1 est un montage en cascade de deux étages de transistors en parallèle, dont un -étage dit de commande formé de "n" transistors MOS M1, M2,....etc en parallèle, et un étage dit commandé formé de "m.n" transistors bipolaires B1, B2,.....etc en parallèle. La sortie de l'étage de commande, constituée par la réunion des sources S des différents transistors MOS est reliée à -3- l'entrée de l'étage commandé, formé par la réunion des bases B des différents transistors bipolaires. Les grilles G des transistors MOS sont par ailleurs reliées entre elles, ainsi que les émetteurs E des transistors bipolaires, et les drains D réunis des transistors MOS sont reliés aux collecteurs C réunis des transistors bipolaires. Pour la réalisation de ce montage en circuit hybride, ces transistors se présentent sous la forme de pastilles de semi-conducteur de forme parallèlépipédique, munies sur leurs faces arrière et avant, constituées respectivement par la face placée en regard du substrat du circuit hybride, et par la face opposée à celle-ci, de plots de connexion correspondant aux différentes électrodes de ces transistors. Pour un transistor MOS, le plot d'accès au drain est placé sur la face arrière et les plots d'accès à la grille et à la source sont placés sur la face avant. Pour un transistor bipolaire, le plot d'accès au collecteur est placé sur la face arrière et les plots d'accès à la base et à l'émetteur sont placés sur la face avant. Sur le schéma d'implantation représenté sur la figure 2, ces pastilles de semi-conducteur sont organisées en matrice à "n" colonnes et "m+1" lignes, à raison d'un transistor MOS par colonne pour trois transistors bipolaires (la figure 2 illustrant en effet à titre d'exemple le cas m=3), les transistors MOS étant reconnaissables par leur face avant hâchurée et les transistors bipolaires par leur face avant non hâchurée. Les drains des transistors MOS des différentes colonnes se trouvent reliés aux collecteurs des transistors bipolaires par montage de ces transistors sur différentes pistes conductrices Pil, P12'...etc reliées entre elles par des pistes conductrices transversales telles que P'1 Les différentes colonnes de transistors, ainsi disposées sur ces pistes conductrices P1l' P12.... etc, sont par ailleurs séparées alternativement par des pistes conductrices P21, P22, P23...' d'une part et P31' P32...... d'autre part, permettant respectivement de connecter la base des transistors bipolaires d'une colonne à la source -4- du transistor MOS de cette colonne, par l'intermédiaire de fils conducteurs tels que F, et les émetteurs des transistors bipolaires d'une colonne entre eux, par l'intermédiaire de fils conducteurs tels que F'. Les pistes conductrices P21', P22' P23. sont reliées entre elle par des pistes conductrices transversales telles que P'2 et les pistes conductrices P31' P32....par des pistes conductrices transversales telles que P'3. Pour une meilleure compacité de ce schéma d'implantation, les pistes conductrices transversales telles que P'1i P'2, et P'3 sont avantageusement situées de part et d'autre et d'autre du motif ainsi obtenu. Les grilles des différents transistors MOS sont par ailleurs reliées entre elles par l'intermédiaire de fils conducteurs tels que F" reliés à une même piste conductrice P, placée avantageusement de façon transversale. Afin d'équilibrer le passage du courant entre la source des transistors MOS et la base des transistors bipolaires, les fils conducteurs, respectivement tels que F, F' et F", sont de longueur égale et les plus courts possible. Ceci permet de réduire au minimum les résistances de liaison, référencées "r" sur la figure 1, entre transistors MOS d'une part et transistors bipolaires d'autre part, et également de réduire les boucles de courant, et donc les selfs parasites. -5- Revendications: 1 / Montage en cascade d'étages de transistors en parallèle réalisé en circuit hybride, ledit montage comportant un étage de commande à "ln" transistors et un étage commandé à "m.n" transistors, ces différents transistors se présentant sous forme de différentes pastilles de semiconducteur munies de plots de connexion d'un premier type localisés sur leur face placée en regard du substrat du circuit hybride et d'un deuxième et d'un troisième type localisés sur une autre face, ledit substrat comportant des pistes conductrices d'un premier type placées au contact des plots de connexion du premier type, et d'un deuxième et d'un troisième type connectées aux plots de connexion des deuxième et troisième types par l'intermédiaire de fils conducteurs,et ledit montage étant tel que les plots de connexion du premier type des transistors de l'étage de commande sont connectés aux plots de connexion du premier type des transistors de l'étage commandé, que les plots de connexion du deuxième type des transistors de l'étage de commande, formant la sortie de cet étage, sont connectés aux plots de connexion du deuxième type des transistors de l'étage commandé, formant l'entrée de cet étage, et que les plots de connexion du troisième type des transistors de l'étage de commande sont connectés entre eux, ainsi que les plots de connexion du troisième type des transistors de l'étage commandé, caractérisé en ce que lesdites pastilles de semi-conducteur sont disposées suivant une matrice à "n" colonnes et "m+l " lignes, à raison d'un transistor de l'étage de commande par colonne pour "m" transistors de l'étage commandé, les différentes colonnes étant réalisées sur différentes pistes conductrices du premier type reliées entre elles suivant le schéma défini ci- dessus, et étant séparées alternativement par des pistes conductrices du deuxième et du troisième type, reliées entre elles suivant le schéma défini ci-dessus. 2/ Montage suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la longueur des fils conducteurs raccordant les plots de connexion des pastilles de semi-conducteur à un même type de piste conductrice est identique et réduite au minimum. 3/ Montage suivant l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que lesdites pistes conductrices sont reliées entre elles par des pistes conductrices disposées transversalement. -6- 4/ Montage suivant la revendication 3, caractérisé en ce que lesdites pistes conductrices disposées transversalement sont disposées de part et d'autre du motif formé par les pistes conductrices sur lesquelles sont disposées les colonnes de pastilles de semi-conducteur, ou les séparant.