パワー半導体の基礎

電気・電子

【パワー半導体の基礎】MOSFETの蓄積層と界面準位

前回の当連載では、バンド図を用いてMOSダイオードとMOSFETの動作原理の概要を説明しました*1)。 この記事では、その補足として、SiO2/Si界面に形成される「蓄積層」と「界面準位」の概要を紹介します …

電気・電子

【パワー半導体の基礎】MOSFETの動作原理とバンド図

当連載の記事「パワーMOSFETの動作原理の回では、MOSFETの動作原理を定性的に紹介しましたが、今回の記事ではエネルギーバンド図（以下、バンド図）を用いて説明します。 MOSFETは、ソースとドレインの …

電気・電子

【パワー半導体の基礎】金属・半導体接合のエネルギーバンド図｜ショットキー接合とオーミック接触

Siなどの半導体と金属が接触すると、「整流作用」を示す場合と示さない場合があり、前者は「ショットキー接合」、後者は「オーミック接触（オームの法則：V=IRに従う）」と呼ばれています。この違いは、金属の種類と …

電気・電子

【パワー半導体の基礎】pn接合の整流作用とバンド図

pn接合ダイオードの整流作用*1）は、半導体デバイスの最も重要な機能の一つです。 この記事では「整流作用のメカニズム」をエネルギー・バンド図（以下、バンド図）を用いて紹介します。 *1） 「ダイオードの整流 …

電気・電子

【パワー半導体の基礎】ダイオードの整流作用と電気特性

家庭用電化製品、電気自動車、電車などの機器には、AC/DCコンバータ、DC/DCコンバータ、DC/ACインバータ（AC：交流、DC：直流）などの電気回路が組み込まれており、これらの回路は「ダイオード」や「パ …

電気・電子

【パワー半導体の基礎】ワイドバンドギャップ半導体の特徴/メリット/課題

「パワー半導体」と呼ばれる半導体デバイスは、高電圧・高電流を扱う様々な機器に不可欠な「電力変換デバイス」であり、その多くはシリコン（Si）基板を用いて製造されています。 長年の研究開発によって「高耐圧・低損 …

電気・電子

【パワー半導体の基礎】IGBTの主なデバイス構造を解説｜PT型/NPT型/FS型

パワーMOSFETの電流駆動能力を向上するために考案された「IGBT」（insulated-gate bipolar transistor）は、電気自動車のモーター制御装置用インバーター回路*1）などには不 …

電気・電子

【パワー半導体の基礎】IGBTの動作原理｜オン・オフ状態を図解で整理

パワーMOSFETの電流駆動能力を向上するために考案された「IGBT」（insulated-gate bipolar transistor）は、電気自動車のモーター制御装置用インバーター回路*1)などには不 …

電気・電子

【パワー半導体の基礎】パワーMOSFETの構造を解説 (IGBT/トレンチ型/スーパージャンクション型)

パワーMOSFETは、その基本構造に内在する「寄生抵抗」*1)などの影響により、「耐圧」と「電流駆動能力」はトレード・オフの関係にあります。 この記事では、必要な高耐圧を確保しつつ寄生抵抗を低減するために考 …

電気・電子

【パワー半導体の基礎】パワーMOSFETの空乏層の性質

数10V～数100Vという高電圧に耐えるパワーMOSFET（metal-oxide-semiconductor field-effect transistor）では、その構成要素であるpn接合に形成される「 …

電気・電子

【パワー半導体の基礎】パワーMOSFETの動作原理｜オフ状態とオン状態、寄生抵抗などを解説

「パワーMOSFET」（metal-oxide-semiconductor field-effect transistor）と呼ばれているパワー半導体デバイスは、高電圧・高電流を扱う電気回路のスイッチとして …

自動車・輸送機器

パワー半導体がEVに不可欠な理由は？車載用パワーデバイスが基礎から分かる

地球環境に優しい自動車として、電気自動車EV（Electric Vehicle）が注目されています。 EVは「電気を動力源とする乗り物」という意味なので、EVという言葉にはバイク、電車、航空機も含まれますが …