全2503文字
PR

　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。

　本稿ではIGBT（Insulated Gate Bipolar Transistor）モジュールのスイッチング波形について問う。誘導負荷のスイッチング回路にIGBTモジュールを用いると、スイッチング波形に過剰なオーバーシュートが発生する場合がある。これがスイッチング損失を増大させるだけではなく、仮にこれがSOA（Safe Operating Area）を超えるとIGBTやFWD（Free Wheeling Diode）の破壊に繋がるため、これを抑えた回路設計をする必要がある。検定に合格するため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。今回は標準レベルの問題である。

【問題22】難易度：★★★

　図1に示すIGBTモジュールのスイッチング特性測定回路から得られる波形に関して、以下の中で誤っているものを選びなさい。

  • （1）コレクタ電圧$V_{CE}$のオーバーシュート（A）は寄生インダクタンス$L_p$に起因する。
  • （2）コレクタ電流$I_C$のオーバーシュート（B）はハイサイドFWDに起因する。
  • （3）ゲート抵抗$R_G$を大きくすると、上記（A）は低下する。
  • （4）$R_G$を大きくすると、上記（B）は上昇する。
図1　IGBTモジュールのスイッチング波形
図1　IGBTモジュールのスイッチング波形
（a）のハイサイドIGBTは常にオフ設定されており、ローサイドIGBTのスイッチング特性を測定する。（出所：パワーデバイス・イネーブリング協会）
[画像のクリックで拡大表示]