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 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。

図1 <i>T</i><i><sub>I_OFF</sub></i>と<i>τ</i><i><sub>HL</sub></i>との関係
図1 TI_OFFτHLとの関係
(出所:パワーデバイス・イネーブリング協会)
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