Brevet FR2812477A1 — publié le 20020201

MODULE DE PUISSANCE La présente invention concerne un dispositif à semiconducteur comprenant un élément de commutation à semiconducteur et un circuit intégré de commande pour commander l'élément de commutation à semi- conducteur, et elle concerne plus particulièrement un module de puissance. De façon classique, un module de puissance intelligent conte- nant un circuit de puissance constitué par un élément de commutation à semiconducteur et un circuit de commande pour commander le circuit de puissance, a une structure dans laquelle le circuit de puissance et le cir- cuit de commande constitué par un circuit intégré (Cl) remplissant la fonction d'un Cl de commande, sont formés d'une manière séparée sous la forme de deux étages (figure 7), ou dans laquelle le circuit de com- mande et le circuit de puissance sont formés de manière intégrée sur un seul substrat (figures 6 et 8). En outre, un module de puissance représenté sur la figure 6 a une structure dans laquelle un transistor à effet de champ du type métal- oxyde-semiconducteur (MOS) 100 est connecté à une couche d'électrode 6 sur un radiateur 2, et un circuit intégré de commande 12 est fixé sur cette structure par une couche d'agent de fixation 16, avec interposition d'une couche isolante 14 sur le transistor à effet de champ MOS 100. Ici, un module de puissance représenté sur la figure 8 a une structure dans laquelle un élément de commutation à semiconducteur 8, une diode de roue libre 10, un substrat imprimé 110 et un boîtier 102 sont montés sur un substrat isolant 4 placé sur un radiateur 2. Un circuit intégré de commande 12 est assemblé sur le substrat imprimé 110. La diode de roue libre 10 est connectée à l'élément de commutation à semi- conducteur 8 et au substrat imprimé 110 par des fils de connexion 20. 2 2812477 L'élément de commutation à semiconducteur 8 et le substrat imprimé 110 sont connectés à des bornes, non représentées, sur le boîtier 102, par des fils de connexion 20 respectifs. Un module de puissance, représenté sur la figure 7, a une structure dans laquelle un élément de commutation à semiconducteur 8 et un boîtier 102 sont placés sur un substrat isolant 4 fixé sur un radiateur 2, et un substrat de commande 104, supporté par une borne relais 106 sur le boîtier 102, est installé. Ici, I'élément de commutation à semicon- ducteur 8 est connecté à la borne relais 106 par un fil de connexion 20. Le substrat de commande 104 contient un circuit intégré de commande pour commander l'élément de commutation à semiconducteur 8, etc. La borne relais 106 est utilisée pour transmettre des signaux d'entrée d'at- taque, des signaux de sortie d'attaque, des signaux de détection pour le courant, la tension et la température, etc., de l'élément de commutation à semiconducteur, entre l'élément de commutation à semiconducteur 8 et le circuit intégré de commande sur le substrat de commande 104. En outre, en ce qui concerne un dispositif à semiconducteur ayant une structure dans laquelle un circuit de commande constitué par des éléments à semiconducteur, et un circuit de puissance, etc., sont formés de manière intégrée, les publications de brevets du Japon ouver- tes à l'examen du public.n 6-181286, n 63-87758, n 3-226291, n 11- 163256 et n 8-167838 ont fait connaître une telle structure. La publication de brevet du Japon ouverte à l'examen du public n 6181286 décrit un dispositif à semiconducteur ayant une structure dans laquelle une puce de circuit intégré de commande est connectée par l'intermédiaire de bosses sur une puce de circuit intégré de puissance fixée sur un radiateur avec interposition d'un substrat à couche mince. La publication de brevet du Japon ouverte à l'examen du public n 6387758 décrit un dispositif à semiconducteur ayant une structure dans laquelle un circuit intégré de commande est joint à un transistor à effet de champ MOS de puissance fixé sur un radiateur. La publication de brevet du Japon ouverte à l'examen du public n 3226291 décrit un dispositif à semiconducteur ayant une structure dans laquelle un transistor bipolaire à grille isolée (ou IGBT), une diode de roue libre et un circuit intégré de commande sont formés de façon à 3 2812477 constituer une seule puce. La publication de brevet du Japon ouverte à l'examen du public n 11163256 décrit un dispositif à semiconducteur ayant une structure dans laquelle une puce de semiconducteur sur une plaque de rayonne- ment de chaleur est superposée sur une autre puce de semiconducteur, ce qui correspond à ce qu'on appelle une structure "puce sur puce", et la publication de brevet du Japon ouverte à l'examen du public n 8-167838 décrit un dispositif à semiconducteur ayant une structure dans laquelle une multiplicité de transistors à effet de champ MOS de puissance et un circuit de commande sont intégrés sous la forme d'une seule puce. Par exemple, dans une structure d'un dispositif à semiconduc- teur représenté sur la figure 6, dans le cas o un circuit intégré de com- mande 12 est fixé sur un transistor à effet de champ MOS 100 (IGBT ou transistor à effet de champ MOS de puissance) au moyen de bosses, d'une couche isolante 14, d'une couche d'agent de fixation 16 ou d'une jonction par pression, etc., il apparaît un problème consistant en un fonctionnement défectueux du circuit intégré de commande à cause de la chaleur produite par l'élément de commutation à semiconducteur 8. Ici, le transistor à effet de champ MOS 100 remplit la fonction de l'élément de commutation à semiconducteur constitué par un circuit de puissance. En outre, également dans le cas o le circuit intégré de commande 12 est incorporé à l'intérieur de l'élément de commutation à semiconducteur 8, il apparaît le même problème consistant en un fonctionnement défectueux du circuit intégré de commande à cause de la chaleur produite par l'élé- ment de commutation à semiconducteur 8. Par conséquent, le problème avec les dispositifs à semiconducteur ayant les structures décrites dans les publications de brevets du Japon ouvertes à l'examen du public n 6- 181286 et n 63-87758, consiste en ce que le circuit intégré de com- mande est susceptible d'avoir un fonctionnement défectueux à cause de la chaleur. En outre, également dans le dispositif décrit par la publication de brevet du Japon ouverte à l'examen du public n 3-226291, il apparaît un problème consistant en un fonctionnement défectueux du circuit inté- gré de commande à cause de la chaleur produite par l'IGBT, en fonction de la relation de position entre l'IGBT et le circuit intégré de commande. 4 2812477 En outre, comme illustré sur la figure 7, dans le cas o, dans un module de puissance, le transistor à effet de champ MOS ou l'IGBT remplissant la fonction d'un élément de commutation à semiconducteur 8, la diode de roue libre 10 et le circuit intégré de commande 12, etc., sont réalisés d'une manière séparée, le nombre de composants associés à la structure augmente et la structure devient complexe, ce qui conduit à des coûts unitaires élevés pour le module. Un autre problème consiste en ce que le module de puissance considéré globalement devient relativement grand. Egalement dans le cas du module de puissance représenté sur la figure 8, il apparaît un problème consistant en ce que le module de puissance considéré globalement devient relativement grand. La présente invention a été faite dans le but de résoudre les problèmes mentionnés ci-dessus, et son objectif est de faire en sorte que le module de puissance considéré globalement soit petit, et de procurer un module de puissance peu coûteux qui puisse éviter un fonctionnement défectueux du circuit intégré de commande à cause de la chaleur pro- duite par l'élément de commutation à semiconducteur, tout en maintenant l'immunité au bruit de commutation provenant de l'élément de commuta- tion à semiconducteur. Le module de puissance du premier aspect de la présente in- vention, qui a été conçu pour résoudre les problèmes mentionnés ci- dessus, est muni d'un substrat isolant ayant une plaque de base fixée sur l'une de ses faces, et une configuration de circuit formée sur l'autre face, à titre de couche d'électrodes, la configuration de circuit comprenant: un élément de commutation à semiconducteur, une diode de roue libre con- nectée de manière anti-parallèle à l'élément de commutation à semicon- ducteur, et un circuit intégré de commande pour commander l'élément de commutation à semiconducteur, et dans cette structure le circuit intégré de commande est formé sur la diode de roue libre. Dans le module de puissance du premier aspect de la présente invention, du fait que l'élément de commutation à semiconducteur est placé sur la diode de roue libre qui produit moins de chaleur pendant le fonctionnement, il est possible d'éviter un fonctionnement défectueux du circuit intégré de commande à cause de la chaleur produite par l'élément 2812477 de commutation à semiconducteur. Il devient donc possible d'améliorer la fiabilité du module de puissance. Le module de puissance du second aspect de la présente in- vention, qui est lié au module de puissance du premier aspect, est ca- ractérisé en ce que l'élément de commutation à semiconducteur et la diode de roue libre sont réalisés sous la forme d'un circuit intégré mono- lithique. Dans le module de puissance du second aspect de la présente invention, l'élément de commutation à semi-conducteur et la diode de roue libre sont réalisés sous la forme d'un circuit intégré monolithique; par conséquent, il est possible de rendre le module de puissance plus petit, et également de simplifier sa fabrication. Il devient donc possible d'augmenter la productivité dans le processus de fabrication de tranche et le processus d'assemblage du semiconducteur, et donc de réduire le prix à l'unité du module de puissance. Le module de puissance du troisième aspect de la présente in- vention comporte un substrat isolant ayant une plaque de base fixée sur l'une de ses faces, et une configuration de circuit formée sur l'autre face sous la forme d'une couche d'électrodes, la configuration de circuit com- prenant: un élément de commutation à semiconducteur, une diode de roue libre connectée à l'élément de commutation à semiconducteur, en montage antiparallèle avec celui-ci, et un circuit intégré de commande pour commander l'élément de commutation à semiconducteur, et dans cette structure la diode de roue libre, l'élément de commutation à semi- conducteur et le circuit intégré de commande sont réalisés sous la forme d'un circuit intégré monolithique avec au moins une partie de la diode de roue libre intercalée entre l'élément de commutation à semiconducteur et le circuit intégré de commande. Dans le module de puissance du troisième aspect de la pré- sente invention, l'élément de commutation à semi-conducteur, la diode de roue libre et le circuit intégré de commande sont réalisés sous la forme d'un circuit intégré monolithique; par conséquent, il est possible de don- ner une petite taille au module de puissance entier, et également de sim- plifier sa fabrication. Il devient donc possible d'augmenter la productivité dans le processus de fabrication de tranche et le processus d'assem- 6 2812477 blage du semiconducteur, et par conséquent de réduire le prix à l'unité du module de puissance. En outre, ce type de module de puissance per- met d'éviter effectivement que la chaleur produite par l'élément de com- mutation à semiconducteur se propage par conduction thermique jusqu'au circuit intégré de commande, et donc d'éviter un fonctionnement défec- tueux du circuit intégré de commande. Il devient donc possible d'amélio- rer la fiabilité du module de puissance. Le module de puissance du quatrième aspect de la présente invention comporte un substrat isolant ayant une plaque de base fixée sur l'une de ses faces et une configuration de circuit formée sur l'autre face sous la forme d'une couche d'électrodes, la configuration de circuit comprenant: un élément de commutation à semiconducteur, une diode de roue libre connectée à l'élément de commutation à semiconducteur en montage antiparallèle avec celui-ci, et un circuit intégré de commande pour commander l'élément de commutation à semiconducteur, et dans cette structure l'élément de commutation à semiconducteur et la diode de roue libre sont réalisés d'une manière séparée, et la diode de roue libre et le circuit intégré de commande sont réalisés sous la forme d'un circuit intégré monolithique. Dans le module de puissance du quatrième aspect de la pré- sente invention, la diode de roue libre et le circuit intégré de commande sont réalisés sous la forme d'un circuit intégré monolithique; Il est donc possible de réduire la taille du module de puissance entier, et également de simplifier sa fabrication. Il devient donc possible d'augmenter la pro- ductivité dans le processus de fabrication de tranche et le processus d'assemblage du semiconducteur, et donc de réduire le prix à l'unité du module de puissance. En outre, ce type de module de puissance permet d'éviter effectivement que la chaleur produite par l'élément de commuta- tion à semiconducteur se propage par conduction thermique jusqu'au cir- cuit intégré de commande, et donc d'éviter un fonctionnement défectueux du circuit intégré de commande. Par conséquent, il devient possible d'améliorer la fiabilité du module de puissance. Le module de puissance du cinquième aspect de la présente invention, qui est lié à l'un quelconque des aspects allant du premier as- pect au quatrième aspect, est caractérisé en ce que l'élément de com- 7 2812477 mutation à semiconducteur est un élément du type à grille isolée (par exemple un transistor bipolaire à grille isolée ou IGBT, un transistor à effet de champ de puissance, etc.). Dans le module de puissance du cinquième aspect de la pré- sente invention, un élément du type à grille isolée (par exemple un IGBT, un transistor à effet de champ MOS de puissance, etc.) est utilisé pour l'élément de commutation à semiconducteur. Ceci permet d'utiliser le mo- dule de puissance à des fréquences de fonctionnement relativement éle- vées. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris à la lecture de la description qui va suivre de modes de réalisation, donnés à titre d'exemples non limitatifs. La suite de la des- cription se réfère aux dessins annexés, dans lesquels: La figure 1 est un schéma explicatif qui explique la structure d'un module de puissance conforme à un Mode de Réalisation 1; La figure 2 est un schéma explicatif qui explique la structure d'un module de puissance conforme à un Mode de Réalisation 2; La figure 3 est un schéma explicatif qui explique la structure d'un module de puissance conforme à un Mode de Réalisation 3; La figure 4 est un schéma explicatif qui explique la structure d'un module de puissance conforme à un Mode de Réalisation 4; La figure 5 est un schéma de circuit qui montre une partie du module de puissance; La figure 6 est un schéma explicatif qui explique la structure d'un module de puissance classique; La figure 7 est un autre schéma explicatif qui explique la structure du module de puissance classique; et La figure 8 est encore un autre schéma explicatif qui explique la structure du module de puissance classique. MODE DE REALISATION 1 En se référant à la figure 1, on va envisager dans la description suivante un module de puissance conforme au Mode de Réalisation 1 de la présente invention. La figure 1 est un schéma explicatif qui montre la structure du module de puissance du Mode de Réalisation 1. Sur la figure 1, le mo- 8 2812477 dule de puissance est constitué par un radiateur 2 qui est une plaque de base, un substrat isolant 4, une couche d'électrode 6 formant une confi- guration de circuit, un élément de commutation à semiconducteur 8, une diode de roue libre 10, une couche isolante 14, une couche d'agent de fixation 16, un circuit intégré de commande 12 pour commander l'élément de commutation à semiconducteur 8, un fil de connexion 20, et une borne d'entrée-sortie externe 30, fixée au substrat isolant 4, une borne d'émet- teur 31 et une borne de collecteur 32. Le radiateur 2 est fixé sur l'une des faces du substrat isolant 4. Le substrat isolant 4 est constitué de préférence par un matériau ayant une conductivité thermique élevée, de façon à réguler la température du module de puissance, dans son ensemble. La couche d'électrode 6, qui est placée sur l'autre surface du substrat isolant 4, forme une configura- tion de circuit. Dans cette configuration de circuit, l'élément de commuta- tion à semiconducteur 8 et la diode de roue libre 10 sont placés d'une manière séparée. Le circuit intégré de commande 12 est isolé électri- quement de la diode de roue libre 10 par la couche isolante 14, et il est joint mécaniquement à la diode de roue libre 10 par la couche d'agent de fixation 16. La couche.isolante 14 consiste par exemple en nitrure de sili- cium Si3N4, et la couche d'agent de fixation 16 est un constituée par un agent de fixation isolant. Ici, du fait que le circuit intégré de commande 12 est séparé de l'élément de commutation à semiconducteur 8, le circuit intégré de commande 12 est moins susceptible de mal fonctionner à cause de la chaleur produite par l'élément de commutation à semicon- ducteur 8. L'élément de commutation à semiconducteur 8 permet à un cou- rant de circuler dans la diode de roue libre 10 sous l'effet d'une force contre-électromotrice qui est générée au moment d'une opération de commutation, en passant par le fil de connexion 20. Le circuit intégré de commande 12 transmet un signal de sortie d'attaque d'élément de com- mutation à semiconducteur à l'élément de commutation à semiconducteur 8, par l'intermédiaire du fil de connexion 20, et il reçoit également des signaux de détection d'un courant circulant à travers l'élément de com- mutation à semiconducteur 8, et d'une température de celui-ci. Le circuit intégré de commande 12 reçoit un signal d'entrée d'attaque d'élément de 9 2812477 commutation à semiconducteur et une tension d'attaque provenant de la borne d'entrée-sortie externe 30, par l'intermédiaire du fil de connexion , et il émet un signal de défaut. En outre, une tension et un courant sont appliqués à la couche d'électrode 6 à partir de la borne de collec- teur 32, par l'intermédiaire du fil de connexion 20, et la tension et le cou- rant sont émis vers la borne d'émetteur 31 à partir de la diode de roue libre 10. Ici, le mode de réalisation présent a exemplifié un cas dans le- quel l'élément de commutation à semiconducteur 8 est un IGBT; dans le cas o l'élément de commutation à semiconducteur 8 est un transistor à effet de champ MOS, une borne de source 31 est utilisée à la place de la borne d'émetteur 31, et une borne de drain 32 est utilisée à la place de la borne de collecteur 32. Ensuite, la description suivante envisagera l'élément de com- mutation à semiconducteur, la diode de roue libre et le circuit intégré de commande du module de puissance de la présente invention. La figure 5 montre un exemple d'un schéma de circuit montrant une partie du module de puissance comprenant l'élément de commutation à semiconducteur 8, la diode de roue libre 10 et le circuit intégré de commande 12. Ici, dans le mode de réalisation présent, comme repré- senté sur la figure 5, I'IGBT 40 est utilisé pour l'élément de commutation à semi-conducteur 8; on peut cependant utiliser n'importe quel élément de commutation à semiconducteur, à condition qu'il puisse accomplir une opération de commutation pour convertir du courant continu en courant alternatif. On peut par exemple utiliser un élément du type à grille isolée tel qu'un transistor à effet de champ MOS de puissance. Sur la figure 5, les structures à l'intérieur des lignes en poin- tillés 60 et 70 sont omises; cependant, les structures à l'intérieur des deux lignes en pointillés 60 et 70 sont les mêmes que la structure à l'in- térieur de la ligne en pointillés 50. La ligne en pointillés 50 englobe deux groupes de structures, chaque groupe comprenant un IGBT 40, une diode de roue libre 10 connectée à l'IGBT 40 en montage antiparallèle avec celui-ci, un circuit intégré de commande 12 et un moyen de détection de température de puce, 41. Les lignes en pointillés 50, 60 et 70 constituent un circuit onduleur. Ce circuit onduleur est connecté au pôle négatif (N) 1 0 2812477 72 et au pôle positif (P) 74 d'une tension continue résultant d'un courant continu obtenu en redressant le courant d'une source d'énergie alterna- tive, ou provenant d'une batterie, etc. Le circuit intégré de commande 12 reçoit une tension basse Vcc à titre de tension d'alimentation pour attaquer le circuit intégré de com- mande 12. Le circuit onduleur, qui reçoit la tension continue résultant d'un courant continu obtenu en redressant le courant d'une source d'énergie alternative, ou provenant d'une batterie, etc., convertit le cou- rant continu en un courant alternatif triphasé (phase U, phase V et phase W) ayant une fréquence et une tension désirées, en utilisant le signal de sortie d'attaque d'élément de commutation provenant du circuit intégré de commande 12, et il fournit celui-ci à un moteur (non représenté), etc. A ce moment, le circuit intégré de commande 12 reçoit le signal d'entrée d'attaque d'élément de commutation à semiconducteur par l'in- termédiaire d'une borne de signal d'entrée d'attaque d'élément de com- mutation à semiconducteur, IN, et conformément à ce signal d'entrée d'attaque, il émet un signal de sortie d'attaque d'élément de commutation à semiconducteur vers l'IGBT 40, à partir d'une borne de signal de sortie d'attaque d'élément de commutation à semiconducteur, OUT. Ce signal de sortie d'attaque permet à l'IGBT 40 d'accomplir des opérations de commutation de façon à émettre un courant avec une tension allant du pôle positif (P) 74 à la phase U (phase V, phase W), ou à émettre un cou- rant avec une tension allant de la phase U (phase V, phase W) vers le pôle négatif (N) 72. L'IGBT 40 applique un courant correspondant par exemple à un millième du courant circulant à travers l'IGBT 40, à une entrée de détection de courant SC du circuit intégré de commande 12, de façon que le courant qui circule à travers l'IGBT 40 soit contrôlé dans un circuit de détection de courant (normalement, une résistance) (non repré- senté) à l'intérieur du circuit intégré de commande 12. Sous l'effet de la détection d'un courant anormal dans le circuit de détection de courant, le circuit intégré de commande 12 émet le signal de défaut à partir de la borne de sortie de défaut FO. De la même manière, un moyen de détection de température de puce (diode, résistance, etc.) 41 pour détecter la température de la puce est incorporé dans l'IGBT 40 de façon à contrôler la génération de cha- 1 1 2812477 leur de l'IGBT 40. Ainsi, sous l'effet de la détection d'une température anormale, le circuit intégré de commande 12 émet le signal de défaut par la borne de sortie de défaut FO. Dans le moyen de détection de tempé- rature de puce 41, lorsque l'IGBT 40 produit de la chaleur et sa tempé- rature change, la valeur de résistivité change. Pour cette raison, par exemple, le courant circulant à travers le moyen de détection de tempé- rature de puce 41 est réglé de façon à être constant, de manière qu'il soit possible de détecter si la température de l'IGBT 40 est anormale ou non, en mesurant la différence de potentiel entre la borne REG et la borne OT. Ici, sur la figure 5, I'IGBT 40 et le moyen de détection de température de puce 41 sont représentés comme s'ils étaient des composants séparés; cependant, en fait, I'IGBT 40 et le moyen de détection de température de puce 41 sont formés dans un élément à semiconducteur à une seule puce. Ici, I'émetteur de l'IGBT 40 est connecté à la borne de masse GND du circuit intégré de commande 20, et la tension entre la grille et l'émetteur est donnée sous la forme d'une différence de potentiel de la borne de masse GND et de la borne de signal de sortie d'attaque d'élé- ment de commutation à semiconducteur OUT. Le transistor à effet de champ MOS de puissance peut être utilisé à une fréquence de fonction- nement ne dépassant pas approximativement 2 MHz, et l'IGBT peut être utilisé à une fréquence de fonctionnement ne dépassant pas approximati- vement 30 kHz. Ici, pour éviter un fonctionnement défectueux du circuit intégré de commande 12 à cause du bruit, les dispositifs à semiconducteur res- pectifs sont de préférence placés dans le module de puissance de façon à raccourcir les interconnexions. Comme décrit ci-dessus, dans le module de puissance conforme au Mode de Réalisation 1, l'élément de commutation à semi-conducteur 8 est placé sur la diode de roue libre 10 qui produit peu de chaleur pendant le fonctionnement; par conséquent, il est possible d'éviter un fonction- nement défectueux du circuit intégré de commande 12 à cause de la chaleur produite par l'élément de commutation à semiconducteur 8. Il de- vient donc possible d'améliorer la fiabilité du module de puissance. En outre, lorsque le module de puissance est réalisé de façon à raccourcir 1 2 2812477 les interconnexions, il devient également possible de réduire le bruit. MODE DE REALISATION 2 En se référant à la figure 2, la description suivante envisagera un module de puissance conforme au Mode de Réalisation 2 de la pré- sente invention. La figure 2 est un schéma explicatif qui montre la structure du module de puissance du Mode de Réalisation 2. Sur la figure 2, le module de puissance est constitué par un ra- diateur 2 qui est une plaque de base, un substrat isolant 4, une couche d'électrode 6 formant une configuration de circuit, un élément de com- mutation à semiconducteur 8, une diode de roue libre 10, une couche isolante 14, une couche d'agent de fixation 16, un circuit intégré de commande 12 pour commander l'élément de commutation à semiconduc- teur 8, un fil de conhexion 20 et une borne d'entrée-sortie externe 30 fixée au substrat isolant 4, une borne d'émetteur 31 et une borne de col- lecteur 32. Ici, le mode de réalisation présent exemplifie un cas dans le- quel l'élément de commutation à semiconducteur 8 est un IGBT; dans le caso l'élément de commutation à semiconducteur 8 est un transistor MOS, une borne de source 31 est utilisée à la place de la borne d'émet- teur 31, et une borne de drain 32 est utilisée à la place de la borne de collecteur 32. Le Mode de Réalisation 2 diffère du Mode de Réalisation 1 seulement par le fait que l'élément de commutation à semiconducteur 8 et la diode de roue libre 10 sont réalisés sous la forme d'un circuit intégré monolithique. On a omis la description des éléments et des fonctions du Mode de Réalisation 2 qui sont les mêmes que ceux du Mode de Réalisa- tion 1. Du fait que le circuit intégré de commande 12 est placé à une po- sition distante de l'élément de commutation à semiconducteur 8, il est possible de réduire un fonctionnement défectueux du circuit intégré de commande 12 dû à la chaleur produite par l'élément de commutation à semiconducteur 8. Comme décrit ci-dessus, dans le module de puissance conforme au Mode de Réalisation 2, l'élément de commutation à semi-conducteur 8 et la diode de roue libre 10 sont réalisés sous la forme d'un circuit inté- gré monolithique, et le circuit intégré de commande 12 est placé sur la 1 3 2812477 diode de roue libre 10; par conséquent, il devient possible de réduire la taille du module de puissance entier, et également de simplifier sa fabri- * cation. Il est donc possible de réduire le prix à l'unité du module de puis- sance. En outre, il est possible d'éviter effectivement que la chaleur pro- duite par l'élément de commutation à semiconducteur 8 se propage par conduction thermique jusqu'au circuit intégré de commande, et donc d'éviter un fonctionnement défectueux du circuit intégré de commande 12. Il devient donc possible d'améliorer la fiabilité du module de puis- sance. En outre, lorsque le module de puissance est réalisé de façon à raccourcir les interconnexions, il devient également possible de réduire le bruit. MODE DE REALISATION 3 En se référant à la figure 3, la description suivante envisagera un module de puissance conforme au Mode de Réalisation 3 de la pré- sente invention. La figure 3 est un schéma explicatif qui montre la structure du module de puissance du Mode de Réalisation 3. Sur la figure 3, le mo- dule de puissance est constitué par un radiateur 2 qui est une plaque de base, un substrat isolant 4, une couche d'électrode 6 formant une confi- guration de circuit, un élément de commutation à semiconducteur 8, une diode de roue libre 10, un circuit intégré de commande 12 pour comman- der l'élément de commutation à semiconducteur 8, un fil de connexion 20, et une borne d'entrée-sortie externe 30 fixée au substrat isolant 4, une borne d'émetteur 31 et une borne de collecteur 32. Le radiateur 2 est fixé sur l'une des faces du substrat isolant 4. La couche d'électrode 6, qui est placée sur l'autre surface du substrat isolant 4, forme une configuration de circuit. Dans cette configuration de circuit, l'élément de commutation à semiconducteur 8, la diode de roue libre 10 et le circuit intégré de commande 12 sont incorporés dans un cir- cuit intégré monolithique, et au moins une partie de la diode de roue libre est intercalée entre l'élément de commutation à semiconducteur 8 et le circuit intégré de commande 12. Ici, le circuit intégré de commande 12 n'est pas en contact avec l'élément de commutation à semiconducteur 8. Du fait que le circuit intégré de commande 12 est placé à une position distante de l'élément de commutation à semiconducteur 8, il est possible 1 4 2812477 de réduire un fonctionnement défectueux du circuit intégré de commande 12 dû à la chaleur produite par l'élément de commutation à semiconduc- teur 8. Ici, dans le but d'éviter un fonctionnement défectueux du circuit intégré de commande 12 dû au bruit, les dispositifs à semiconducteurs respectifs sont placés de préférence dans le module de puissance de fa- çon à raccourcir les interconnexions. L'élément de commutation à semiconducteur 8 est connecté à la diode de roue libre 10 par l'intermédiaire d'un fil de connexion 20, et il est également connecté au circuit intégré de commande 12 par un autre fil de connexion 20. Le circuit intégré de commande 12 est connecté à l'élément de commutation à semiconducteur 8 par un fil de connexion 20, et il est également connecté à la borne d'entrée-sortie externe 30 par un autre fil de connexion 20. La diode de roue libre 10 est connectée à l'élément de commutation à semiconducteur 8 par un fil de connexion 20, et elle est également connectée à la borne d'émetteur 31 par un autre fil de connexion 20. La couche d'électrode 6 est connectée à la borne de collecteur 32 par un fil de connexion 20. Dans ce cas, l'élément de commutation à semi-conducteur 8 est un IGBT; dans le cas o l'élément de commutation à semiconducteur 8 est un transistor MOS, une borne de source 31 est utilisée à la place de la borne d'émetteur 31, et une borne de drain 32 est utilisée à la place de la borne de collecteur 32. On donnera ensuite une explication du fonctionnement du mo- dule de puissance. Le circuit intégré de commande 12 reçoit une tension basse à titre de tension d'alimentation, par l'intermédiaire de la borne d'entrée- sortie externe 30. Le circuit intégré de commande 12 reçoit un signal d'entrée d'attaque d'élément de commutation à semiconducteur par l'in- termédiaire de la borne d'entrée-sortie externe 30, et conformément à ce signal d'entrée, il émet un signal de sortie d'attaque d'élément de com- mutation à semiconducteur vers l'élément de commutation à semicon- ducteur 8. Ce signal de sortie d'attaque permet à l'élément de commuta- tion à semiconducteur 8 d'accomplir des opérations de commutation, de façon à fournir en sortie un courant avec une tension provenant de la borne de collecteur 32 par l'intermédiaire de la couche d'électrode 6, 2812477 vers la borne d'émetteur 31 en passant par la diode de roue libre 10. A ce moment, un courant peut circuler à travers la diode de roue libre 10 sous l'effet d'une force contre-électromotrice qui est produite au moment d'une opération de commutation. L'élément de commutation à semiconducteur 8 applique au cir- cuit intégré de commande 12 un courant correspondant par exemple à un millième du courant circulant à travers l'élément de commutation à semi- conducteur 8, de façon que le courant circulant à travers l'élément de commutation à semiconducteur soit contrôlé dans un circuit de détection de courant (normalement une résistance) (non représenté) à l'intérieur du circuit intégré de commande 12. Sous l'effet de la détection d'un courant anormal dans le circuit de détection de courant, le circuit intégré de commande 12 émet un signal de défaut vers la borne d'entrée-sortie ex- terne 30. De la même manière, un moyen de détection de température de puce (diode, résistance, etc.) 41 pour détecter la température de la puce est incorporé dans l'IGBT 40, afin de contrôler la chaleur que produit l'IGBT 40. Ainsi, sous l'effet de la détection d'une température anormale, le circuit intégré de commande 12 émet le signal de défaut par la borne de sortie de défaut FO. En ce qui concerne les opérations détaillées du module de puissance, du fait qu'elles ont été envisagées dans le Mode de Réalisation 1, leur description est omise afin d'éviter des descriptions en double. Comme décrit ci-dessus, le module de puissance conforme au Mode de Réalisation 3 a une structure dans laquelle l'élément de com- mutation à semi-conducteur 8, la diode de roue libre 10 et le circuit inté- gré de commande 12 sont réalisés sous la forme d'un circuit intégré mo- nolithique, de manière qu'au moins une partie de la diode de roue libre puisse être intercalée entre l'élément de commutation à semi- conducteur 8 et le circuit intégré de commande 12; par conséquent, il devient possible de réduire la taille du module de puissance entier, et de simplifier sa fabrication. Il devient donc possible de réduire le prix à l'unité du module de puissance. En outre, il est possible d'éviter effecti- vement que la chaleur produite par l'élément de commutation à semicon- ducteur 8 se propage par conduction thermique jusqu'au circuit intégré de commande, et donc d'éviter un fonctionnement défectueux du circuit inté- 1 6 2812477 gré de commande 12. Il devient donc possible d'améliorer la fiabilité du module de puissance. En outre, lorsque le module de puissance est réali- sé de façon à raccourcir les interconnexions, il devient également possi- ble de réduire le bruit. MODE DE REALISATION 4 En se référant à la figure 4, la description suivante envisagera un module de puissance conforme au Mode de Réalisation 4 de la pré- sente invention. La figure 4 est un schéma explicatif qui montre la structure du module de puissance du Mode de Réalisation 4. Sur la figure 4, le mo- dule de puissance est constitué par un radiateur 2 qui est une plaque de base, un substrat isolant 4, une couche d'électrode 6 formant une confi- guration de circuit, un élément de commutation à semiconducteur 8, une diode de roue libre 10, un circuit intégré de commande 12 pour comman- der l'élément de commutation à semiconducteur 8, un fil de connexion 20, et une borne d'entrée-sortie externe 30 fixée au substrat isolant 4, une borne d'émetteur 31 et une borne de collecteur 32. Le Mode de Réalisation 4 est similaire sur de nombreux points au Mode de Réalisation 3. Cependant, dans le Mode de Réalisation 3, l'élément de commutation à semiconducteur 8, la diode de roue libre 10 et le circuit intégré de commande 12 sont réalisés sous la forme d'un cir- cuit intégré monolithique; au contraire, dans le Mode de Réalisation 4, l'élément de commutation à semiconducteur 8 et la diode de roue libre 10 sont réalisés d'une manière séparée, et la diode de roue libre et le circuit intégré de commande sont réalisés sous la forme d'un circuit intégré mo- nolithique. En d'autres termes, le Mode de Réalisation 3 et le Mode de Réalisation 4 se distinguent mutuellement par le fait que l'élément de commutation à semiconducteur 8 et la diode de roue libre 10 sont dispo- sés ou non d'une manière séparée. Ici, en ce qui concerne les points identiques à ceux du Mode de Réalisation 2, leur description est omise afin d'éviter des descriptions en double. Du fait que le circuit intégré de commande 12 est placé à une position distante de l'élément de commuta- tion à semiconducteur 8, il est possible de réduire un fonctionnement défectueux dans le circuit intégré de commande 12 dû à la chaleur pro- duite par l'élément de commutation à semiconducteur 8. 1 7 2812477 Comme décrit ci-dessus, du fait que l'élément de commutation à semiconducteur 8 et la diode de roue libre 10 sont réalisés d'une manière séparée, et du fait que la diode de roue libre et le circuit intégré de com- mande sont réalisés sous la forme d'un circuit intégré monolithique, cette structure permet de miniaturiser le module de puissance complet, et de simplifier sa fabrication. Il devient donc possible de réduire le prix à l'unité du module de puissance. En outre, il est possible d'éviter effecti- vement que la chaleur produite par l'élément de commutation à semicon- ducteur 8 se propage par conduction thermique jusqu'au circuit intégré de commande, et donc d'éviter un fonctionnement défectueux du circuit inté- gré de commande 12. Il devient donc possible d'améliorer la fiabilité du module de puissance. En outre, lorsque le module de puissance est fa- briqué de façon à raccourcir les interconnexions, il devient également possible de réduire le bruit. Ici, chacun des Modes de Réalisation mentionnés ci-dessus comporte une configuration de bornes à une seule rangée dans laquelle les bornes d'entrée-sortie, la borne de collecteur et la borne d'émetteur sont placées à une extrémité du module de puissance; on n'a cependant pas l'intention de limiter la présente invention par cette configuration, et on peut adopter une configuration à deux rangées dans laquelle les bor- nes d'entrée-sortie sont placées à une extrémité du module de puissance, et la borne de collecteur et la borne d'émetteur sont placées à l'autre ex- trémité. Il va de soi que de nombreuses autres modifications peuvent être apportées au dispositif décrit et représenté, sans sortir du cadre de l'invention. 1 8 2812477 REVENDICATIONS 1. Module de puissance, caractérisé en ce qu'il comprend: un substrat isolant (4) ayant une plaque de base (2) fixée sur l'une de ses faces et une configuration de circuit formée sur l'autre face sous la forme d'une couche d'électrodes (6), la configuration de circuit comprenant: un élément de commutation à semi-conducteur (8), une diode de roue libre (10) connectée à l'élément de commutation à semi-conducteur en mon- tage antiparallèle avec celui-ci, et un circuit intégré de commande (12) pour commander l'élément de commutation à semi-conducteur; et en ce que le circuit intégré de commande (12) est formé sur la diode de roue libre (10). 2. Module de puissance selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'élément de commutation à semiconducteur (8) est un élément du type à grille isolée (par exemple un transistor bipolaire à grille isolée, un transistor MOS de puissance, etc.). 3. Module de puissance selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'élément de commutation à semiconducteur (8) et la diode de roue libre (10) sont réalisés sous la forme d'un circuit intégré monolithi- que. 4. Module de puissance selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'élément de commutation à semiconducteur (8) est un élément du type à grille isolée (par exemple un transistor bipolaire à grille isolée, un transistor MOS de puissance, etc.). 5. Module de puissance, caractérisé en ce qu'il comprend: un substrat isolant (4) ayant une plaque de base (2) fixée sur l'une de ses faces et une configuration de circuit formée sur l'autre face sous la forme d'une couche d'électrodes (6), la configuration de circuit comprenant: un élément de commutation à semi-conducteur (8), une diode de roue libre (10) connectée à l'élément de commutation à semi-conducteur en mon- 1 9 2812477 tage antiparallèle avec celui-ci, et un circuit intégré de commande (12) pour commander l'élément de commutation à semi-conducteur; et en ce que la diode de roue libre (10), l'élément de commutation à semiconduc- teur (8) et le circuit intégré de commande (12) sont réalisés sous la forme d'un circuit intégré monolithique, avec au moins une partie de la diode de roue libre (10) intercalée entre l'élément de commutation à se- miconducteur (8) et le circuit intégré de commande (12). 6. Module de puissance selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'élément de commutation à semiconducteur (8) est un élément du type à grille isolée (par exemple un transistor bipolaire à grille isolée, un transistor MOS de puissance, etc.). 7. Module de puissance, caractérisé en ce qu'il comprend: un substrat isolant (4) ayant une plaque de base (2) fixée sur l'une de ses faces et une configuration de circuit formée sur l'autre face sous la forme d'une couche d'électrodes (6), la configuration de circuit comprenant: un élément de commutation à semi-conducteur (8), une diode de roue libre (10) connectée à l'élément de commutation à semi-conducteur en mon- tage antiparallèle avec celui-ci, et un circuit intégré de commande (12) pour commander l'élément de commutation à semi-conducteur; et en ce que l'élément de commutation à semiconducteur (8) et la diode de roue libre (10) sont réalisés d'une manière séparée, et la diode de roue libre (10) et le circuit intégré de commande (12) sont réalisés sous la forme d'un circuit intégré monolithique. 8. Module de puissance selon la revendication 7, caractérisé en ce que l'élément de commutation à semiconducteur (8) est un élément du type à grille isolée (par exemple un transistor bipolaire à grille isolée, un transistor MOS de puissance, etc.).