パワー半導体スイッチングデバイスとしては近年、主にIGBTとパワーMOSFETが用いられている。通常動作における両者の特性を比較した記述として、誤っているものを次の(1)〜(5)のうちから一つ選べ。
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(1)
IGBTは、オンのゲート電圧が与えられなくても逆電圧が印加されれば逆方向の電流が流れる。
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(2)
パワーMOSFETは電圧駆動形であり、ゲート・ソース間に正の電圧をかけることによりターンオンする。
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(3)
パワーMOSFETはユニポーラデバイスであり、一般的にバイポーラ形のIGBTと比べてターンオン時間が短い一方、流せる電流は小さい。
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(4)
IGBTはキャリアの蓄積作用のためターンオフ時にテイル電流が流れ、パワーMOSFETと比べてオフ時間が長くなる。
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(5)
パワーMOSFETではシリコンのかわりにSiCを用いることで、高耐圧化と高耐熱化が可能になる。
要点
正解は(1)。IGBTはゲートで制御するパワー半導体ですが、素子単体で逆方向電流を流す性質はありません。MOSFETのボディダイオードや外付け還流ダイオードと混同しないことが要点です。
詳細解説
この問題では、IGBTの逆阻止・逆導通の違いを確認し、インバータで必要な還流経路が素子単体の性質ではないことを押さえます。
IGBT単体では逆阻止能力を持ちますが、逆方向電流を流す能力(逆導通性)はありません。インバータ等で還流ダイオードが必要な場合は、外付けまたは逆並列ダイオード内蔵型を用います。パワーMOSFETは構造的に寄生ダイオード(ボディダイオード)を持つため逆導通しますが、IGBT自体にはその特性はありません。したがって(1)が誤りです。