Wikipedia

「絶縁ゲートバイポーラトランジスタ」の版間の差分

履歴の双方向閲覧
← 古い編集新しい編集 →
削除された内容 追加された内容
ビジュアルウィキテキスト
編集の要約なし
m編集の要約なし
4行目:
 
== 特徴 ==
電圧制御型のMOS-FET（MetalFET (Metal Oxide Semiconductor - Field Effect Transister）Transister) の欠点である高耐圧に伴って高くなるオン抵抗による発熱と、バイポーラトランジスタ（Bipolar (Bipolar Junction Transistor, '''BJT'''）) の低いスイッチング速度という欠点をそれぞれ補うように、入力段にMOS-FETを、出力段にバイポーラトランジスタを1つの半導体素子上に構成したものである。ゲート・エミッタ間の[[電圧]]で駆動され、入力信号によってオン・オフができる[[自己消弧素子|自己消弧]]形であるので、大[[電力]]の高速スイッチングが可能な半導体素子である。
 
通常3相インバータを構成する場合、ゲート信号（トランジスタの場合はベース信号）用の独立した電源が4組必要だが、小容量IGBT/MOS-FETではゲート電流が非常に小さい事からコンデンサに充電した電荷で駆動できる（ブートストラップ回路）。但しコンデンサが不良になるとゲート信号が出力できなくなる欠点があるため、以下に示すIPM駆動の小型インバータで採用されている程度である。
14行目:
[[ファイル:IGBT_3300V_1200A_Mitsubishi.jpg|thumb|180px|3300V/1200A_IGBTモジュール（三菱電機）‎]]
Nチャネル縦型MOS-FETのドレイン側にPコレクタを追加した構造である。Pコレクタからの[[正孔]]の注入により、Nベース層の[[導電率]]変調が起こり、抵抗が低下する。このため、MOS-FETと比較すると高電圧の用途に適している。その一方で、注入したキャリアの消滅に時間がかかるため、ターンオフ時間が長くなる。
 
=== パンチスルー（Punch Through）(Punch Through) 形 ===
[[1980年代]]から製造されているものである。オフ時に[[空乏層]]がコレクタ側に接触しているものであり、エピタキシャルウェハーを使用しコレクタ側からキャリアを高濃度注入しライフタイムコントロールを行う設計となっている。
 
23 ⟶ 24行目:
* 最近では、ウエハー厚を薄くしコレクタ側の注入を抑えることにより、上記の欠点を克服したものが開発されている。
 
=== ノンパンチスルー（Non (Non Punch Through）Through) 形 ===
ウエハーを薄く加工し取り扱う技術の進歩により、[[1990年代]]中ごろから製造されているものである。オフ時に空乏層がコレクタ側に接触しないものであり、フローティングゾーン（Floating Zone）(Floating Zone) ウエハーを使用しコレクタ側のキャリアの注入濃度を下げ輸送効率を上げる設計となっている。
 
特徴として以下の点が挙げられる。
49 ⟶ 50行目:
 
== IPM ==
[[21世紀]]になってからは、IGBTを中心に制御信号増幅回路や電流・電圧・温度といった保護回路、還流用ダイオードなどが1つのパッケージに収められた'''[[インテリジェントパワーモジュール|IPM]]'''（Intelligent (Intelligent Power Module）Module) と呼ばれる電子部品も登場している。定番の電力制御回路がまとめられたことによる利便性の向上だけでなく、素子間の配線短縮によるインピーダンスの低下を図れるため雑音低減も期待でき、装置の小型化に寄与し信頼性も高まる。従来のモジュール形状のほかDIPやSIPパッケージなど小型の物も登場し洗濯機、冷蔵庫、空調機器のモータ駆動用などの他、小型汎用インバータなどで使われる。制御をインバータ化することで周波数や電圧を問わず共通仕様のモータが使用できるため生産コスト低減に寄与している。
 
== 関連項目 ==
{{Commonscat|Insulated gate bipolar transistors}}
* [[ゲートターンオフサイリスタ]]（Gate (Gate Turn Off Thyristor, GTO）GTO)
* [[サイラトロン]]
 
「https://ja.wikipedia.org/wiki/絶縁ゲートバイポーラトランジスタ」から取得