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ダイオード内蔵品を利用

 モジュール技術だけでなく、パナソニック独自のSiC MOSFET「DioMOS」もモジュールの小型化に寄与した(図2)。同社のSiC MOSFETは、ダイオードを内蔵していること。これにより、外付けするダイオードを不要にできるのでモジュールの小型化につながる。パワー素子の実装面積だけでなく、配線に必要な空間も減らせる。

図2 ダイオードを一体化したSiC MOSFET
パナソニックのSiC MOSFETは、一般に外付けするダイオードを一体化したパワー素子である。SiC MOSFETの寄生ダイオード成分を利用する場合に比べて、損失が小さいことが特徴である。MOSFETとして動作するときと、ダイオードとして動作するときは、いずれにおいてもチャネル層に電流が流れる。具体的には、ゲート電圧を印加したときにはn型チャネルをトランジスタ電流が流れ、ゲート電圧をゼロにしたダイオード動作モードでは、同じチャネルを逆方向にダイオード電流が流れる。(図:パナソニックの資料を基に本誌が作成)

 外付けダイオードを不要にする方法として、寄生ダイオード成分を利用する方法が一般的である。だが、ダイオードの動作損失が大きい、リカバリ時間が長いといった課題がある。

 DioMOSはこうした課題が少ないという。トランジスタとして動作する際も、ダイオードとして動作する際も同じチャネル層に電流が流れるためだとする。ゲート電圧を印加したときにはチャネルをトランジスタ電流が流れ、ゲート電圧をゼロにしたダイオード動作モードでは、同じチャネルを逆方向にダイオード電流が流れる仕組みだ。