半導体技術者なら正解したい、IGBTのターンオフ特性の問題

　今回のコラムは、パワーデバイス・イネーブリング協会（PDEA）が主催する「半導体技術者検定エレクトロニクス2級（パワーエレクトロニクス）」の予想問題を紹介する（本コラムの詳細はこちら、PDEAについてはこちら、半導体技術者検定の教科書についてはこちら、検定の問題集についてはこちら）。

　本稿では、半導体技術者検定エレクトロニクス2級（パワーエレクトロニクス）の予想問題の中から、IGBTのターンオフ特性について問う問題を紹介する。IGBTのターンオフ過程に、IGBT内部の伝導キャリアを掃き出さねばならず、これに起因する電流（テイル電流）により、エネルギー損失が発生する。これはIGBTのスイッチング特性の基本となるものだ。検定に合格するには、ぜひ正解しておきたい。

　今回の問題の難易度は、★★★である（本コラムでは紹介する問題の難易度を★の数（難易度に応じて1～5個）で表しており、★の数が多いほど難しい）。標準レベルの問題である。

【問題13】難易度：★★★

　誘導負荷を持つ対称型NチャネルIGBT（ノンパンチスルー型）のターンオフ過程において、コレクタ電流がオン時の値から1/10に至るところまでの期間（ターンオフ時間$T_{I₋OFF}$）とN-ドリフト領域の高レベルライフタイム$τ_{HL}$との関係に関して、以下の図1の中で正しいものを選びなさい。

　ただし、このIGBTのP⁺コレクタの厚みは厚く、ドーピング濃度は十分に高いものとする。すなわち、トランスペアレントコレクタ（またはエミッタ）構造ではないものとする。