パワー半導体デバイスの電圧・電流特性

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    ■ダイオード
    p n 2 タイプのスイッチ、すなわち主電極間に加わる電圧の極性のみによってその導通、非導通が決まるデバイ
    スである。パワーエレクトロニクスで使用されるダイオードは、電力用という以外は基本的には電子回路で使用するものと同じである。しかし、そのほとんどは整流を目的として用いられるもので、正しくは整流ダイオードと呼ぶべきものであるが、単にダイオードと呼ぶことが多い。以下の図1 にダイオードの図記号を示す。
    ダイオードはp 側に正、n 側に負の電圧(順方向電圧)を加えると、ダイオードはオン状態となり電流が流れる。順方向の電流は、印可電圧に対して急激に増加する。逆にn
    側に正、p 側に負の電圧(逆方向電圧)を加えると、ごく小さい漏れ電流しか流れない。
    しかし、さらに逆方向電圧を高くしていくと、ある電圧から急激に大きな電流が流れる。この電圧を逆降伏電圧と呼ぶ。この電圧より少し低い値に定められる定格電圧以
    下で使う必要がある。以下の図2 にダイオードの電圧電流特性を示す。
    図2:ダイオードの電圧電流特性
    ■サイリスタ
    サイリスタは、pn 接合を3 つ以上持つデバイスの総称である。代表的なものは、pnpn4層構造で3 端子を持つデバイスで、その記号を図3 に示す。サイリスタはオン機能可制御タイプのスイッチ、すなわち、オフ状態からオン状態への移行(ターンオン)は制御できるが、オン状態からオフ状態への移行(ターンオフ)は主回路状態によって支配されるデバイスである。基本的な電圧電流特性は図4 に示すように、アノード・カソード間に順方向の電圧を加えてもゲートの電流を流さなければ阻止状態である。逆方向はダイオードと同じ特性である。ゲート電流を与えない状態で、順方向に加える電圧を増加していき、電圧が限界を超えるとデバイスはターンオンする。これをブレークオーバという。ゲート電流を増していくに従って、オフからオンに移る電圧が低下していく。
    図4:サイリスタの電圧電流特性

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    - 1 -
    各素子の記号と電圧電流特性を調べよ。
    ■ダイオード
    形半導体と 形半導体の 層を接合したデバイスで、非可制御タイプのスイッチ、p n 2
    すなわち主電極間に加わる電圧の極性のみによってその導通、非導通が決まるデバイ
    スである。パワーエレクトロニクスで使用されるダイオードは、電力用という以外は
    基本的には電子回路で使用するものと同じである。しかし、そのほとんどは整流を目
    的として用いられるもので、正しくは整流ダイオードと呼ぶべきものであるが、単に
    ダイオードと呼ぶことが多い。以下の図 にダイオードの図記号を示す。1
    図 :ダイオードの図記号1
    ダイオードは 側に正、 側に負の電圧(順方向電圧)を加えると、ダイオードはオンp n
    n 状態となり電流が流れる 順方向の電流は 印可電圧に対して急激に増加する 逆に。 、 。
    、 、 。 側に正 側に負の電圧(逆方向電圧)を加えると ごく小さい漏れ電流しか流れないp
    しかし、さらに逆方向電圧を高くしていくと、ある電圧から急激に大きな電流が流れ
    る。この電圧を逆降伏電圧と呼ぶ。この電圧より少し低い値に定められる定格電圧以
    下で使う必要が..

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