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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。本稿ではパワーPiNダイオードのオン特性について問う。パワーPiNダイオードは高耐圧でありながら、オン時に大電流が流れても低い電圧で動作できる。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24】難易度:★★★

 図1に示すパワーPiNダイオードに通常の動作電流(100~200A/cm2)を流した場合のオン状態に関し、以下の中で誤っているものを選びなさい。

  • (1)電流密度を変えてもドリフト領域にかかる電圧降下は変わらない。
  • (2)電流密度一定の下でのオン電圧は、ドリフト長の半分の長さ$d$と両極性拡散長$L_a$の比$d⁄L_a$が2のとき最小になる。
  • (3)電子密度は正孔密度と同じと見なせる。
  • (4)ドリフト領域内の電子または正孔のキャリア密度分布はドリフト中央近傍で最も低い。
図1 パワーPiNダイオードの構造
図1 パワーPiNダイオードの構造
(出所:パワーデバイス・イネーブリング協会)
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