パワー半導体（IGBT・SiC素子）について

質問

パワー半導体についてご質問させて頂きます。３つ程ありますがひとつでも結構ですのでお詳しい方がいらっしゃいましたら是非ご教示願います。的外れな質問なのかも知れませんが宜しくお願いします。

(1)GTOサイリスタやIGBTについてですが例えばトランジスタのように信号増幅な使い方はしないのでしょうか。基本的にターンオンとオフしかできないものなのでしょうか。

(2)IGBTは電圧駆動ということですが、ターンオフさせるためには電流型がマイナス電流を流さなければならないようにマイナスの電圧を印加させる必要があるのでしょうか。

(3)SiC素子についてですがSiの限界により特性に優れたSiCを使ったダイオードなどがあるようですが、SiCを使ったIGBTというものがあるのでしょうか？色々文献を調べてもサイリスタ→GTO→IGBT→SiCという横並びの進化ではないような気がしますがわかりやすい資料をみたことがないため自分では混乱しております。

なかなか半導体技術は専門的でわかないことが多くあります。どうぞ分かり易くご教示願います。宜しくお願いします。

回答No.1

tadys · ベストアンサー

（１）GTOはオンオフしかできませんが、IGBTはアナログ的な動作をすることが出来ます。
こちらはIGBTでアンプを作っています。
http://www.geocities.jp/mutsu562000/root/amps1/htm/hp3623.htm

（２）ゲート電圧をゼロにすれば電流は流れません。

（３）試作レベルではSiCを使ったIGBTはあります。
http://techon.nikkeibp.co.jp/article/EVENT/20140929/379323/

こちらの資料も参考にしてください。
http://www.astf.or.jp/cluster/event/semicon/20120709/1-1.pdf

お礼

早速の明確なご回答を頂きありがとうございます。
(1)IGBTは、アナログでも使用されているのですね。一般的にはオンオフ制御しか説明した資料しか見たことがなかったのでできないものかと思っておりました。
(2)GTOサイリスタはマイナス電流を流さないとターンオフできないのですが、IGBTはゲート電圧ゼロでターンオフ可能なのですね。
(3)SICパワー素子という言葉が目立っておりましたのでIBGTに続く次世代の素子構造と考えておりました。簡単に言えばSi→SICとしたことならば理解ができます。
ありがとうございました。

回答No.3

shintaro-2

>(2)IGBTは電圧駆動ということですが、ターンオフさせるためには電流型がマイナス電流を流さなければならないようにマイナスの電圧を印加させる必要があるのでしょうか。

ものによりますが、
VGEで+15でオン、-15でオフといった具合です。

>(3)SiC素子についてですがSiの限界により特性に優れたSiCを使ったダイオードなどがあるようですが、SiCを使ったIGBTというものがあるのでしょうか？

普通にあるはずです

>色々文献を調べてもサイリスタ→GTO→IGBT→SiCという横並びの進化ではないような気がしますがわかりやすい資料をみたことがないため自分では混乱しております。

サイリスタ、GTO、IGBTは素子構造の話で
SiCは素材の話なので、Si→GaN→SiCとなります。

以下のようなものが参考になるのでは？
http://toshiba-mirai-kagakukan.jp/learn/sci_tech/kaitai/power_j.htm

http://www.ne.jp/asahi/capri/ocean/paper/IEEETokyoshibu_kouen.pdf

http://www.mitsubishielectric.co.jp/corporate/giho/1409/pdf/14092081.pdf

http://www.fujielectric.co.jp/about/company/jihou_2003/pdf/76-07/03.pdf

http://www.fujielectric.co.jp/company/jihou_archives/pdf/74-02/FEJ-74-02-0000-2001.pdf

https://www.semicon.sanken-ele.co.jp/guide/GaNSiC.html

http://www.google.co.jp/url?sa=t&rct=j&q=&esrc=s&source=web&cd=3&ved=0CC4QFjACahUKEwjb59TvobnIAhUGoJQKHRUzDeE&url=http%3A%2F%2Fcc.cqpub.co.jp%2Flib%2Fsystem%2Fdocument_download%2F1039%2F1%2F&usg=AFQjCNFJU5_m4n2Mg5iY7EVHKgSI79kJFQ

お礼

ご回答ありがとうございます。
よく理解できました。IGBTの場合ターンオフさせるのにマイナス電圧も印加させる場合もあるのですね。
SICについては、納得できました。文献の読み方が間違っておりました。
素材の話ですね。
ありがとうございました。

回答No.2

toiawasedesuyo

５５歳　男性
ＩＧＢＴはゲートをスイッチング動作で使います
トランジスタと同様に矩形波で動作させます
交流を１サイクル通電したい場合は、ゲートを同じ時間電圧を印加します
精密にするには通電側をモニターしながらゲート時間を調整します

補足

ご回答ありがとうございます。
IBGTは時間幅で制御しているのは承知しておりますが、トランジスタの増幅率の概念はIBGTにも適用できるのでしょうか。トランジスタでは、ゲートの電流量を制御することによりその変化に応じてアナログ的に主回路を制御できます。IGBTは時間幅の制御により等価的に制御しているだけと理解しております。間違っていましたらご教示願います。
よろしくお願いいたします。