- 開講元
- 電気電子コース
- 担当教員名
- 寺島 知秀 大井 健史 GOURAB MAJUMDAR
- 授業形態
- 講義
- メディア利用科目
- 曜日・時限(講義室)
- 火7-8(S223) 水1-2(S223)
- クラス
- -
- 科目コード
- EEE.D481
- 単位数
- 2
- 開講年度
- 2019年度
- 開講クォーター
- 2Q
- シラバス更新日
- 2019年4月5日
- 講義資料更新日
- -
- 使用言語
- 日本語
- アクセスランキング
-
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講義の概要とねらい
世界的なエネルギーの電力化と省エネルギーの要求から高効率電力変換技術への期待は高まり続けており，本講座ではこの電力変換技術のキーデバイスであるパワーデバイス(電力用半導体デバイス)を中心に，発展の歴史，動作原理，最新状況と課題等，技術の全容を概説する．パワーデバイスはそのシステムに応じて 数十V～数千Vの電圧範囲と数A～数千Aの電流範囲を扱うものであるが，その基本技術と動作の多くは共通している．本講座でその共通部分を理解し，より専門的な理解に向けての基礎を身に着ける．
到達目標
1.パワーデバイスを使用する為の基本情報を把握する．
2.パワーデバイス動作の鍵になっている原理を理解する．
3.産業界における開発活動の一端を知る．
キーワード
pinダイオード, IGBT, 破壊現象，安全動作領域, SiC＆GaNデバイス
学生が身につける力(ディグリー・ポリシー)
| ✔ 専門力 | 教養力 | コミュニケーション力 | ✔ 展開力(探究力又は設定力) | ✔ 展開力(実践力又は解決力) |
授業の進め方
講義毎の配布資料とプレゼンテーションで説明する。
授業計画・課題
| 授業計画 | 課題 | |
|---|---|---|
| 第1回 | パワーデバイスの紹介 | -- |
| 第2回 | 半導体の基礎情報 | -- |
| 第3回 | パワーデバイスに共通する機能,技術: オフ・オン動作, 電流制御, ゲート駆動など | -- |
| 第4回 | ダイオードの基本動作，DC特性 ‐Ⅰ: PiN-Diode, Si/SiC-SBD | -- |
| 第5回 | ダイオードの各種トレードオフ，AC特性 –Ⅱ: PiN-Diode, Si/SiC-SBD | -- |
| 第6回 | ダイオードについての全体まとめ: WBGデバイスとの比較等 | -- |
| 第7回 | MOSFETとIGBTの基本動作，DC特性: Si/SiC-MOSFET, Si-IGBT | -- |
| 第8回 | MOSFETとIGBTの各種トレードオフ，AC特性: Si/SiC-MOSFET, Si-IGBT | -- |
| 第9回 | その他のデバイスの動作: サイリスタ，BipTr等 | -- |
| 第10回 | パワーデバイスの最新トピックス: SiC/GaN デバイス，宇宙線破壊 | -- |
| 第11回 | 電力変換回路技術の最新トピックスⅠ：鉄道、自動車用途 | -- |
| 第12回 | 電力変換回路技術の最新トピックスⅡ：風力発電、太陽光発電用途 | -- |
| 第13回 | モジュール構造の必然性と発展: IPM，DIPIPM | -- |
| 第14回 | パワーデバイスの最新PKG技術とその課題: 電気的絶縁，放熱，発振抑制等 | -- |
| 第15回 | パワーデバイスの最新動向と将来展望 | -- |
教科書
講義毎の配布資料と参考書で学習する事とし、教科書は特に設けない。
参考書、講義資料等
Gourab Majumdar, Ikunori Takata, "Power Devices for Efficient Energy Conversion," ISBN 9789814774185, Pan Stanford Publishing, 2018
高田 著「パワーデバイスの基礎-I，-II，-III」
大橋弘道，葛原正明 著「パワーデバイス」，半導体デバイスシリーズ4，丸善
成績評価の基準及び方法
中間レポート(50%)と期末のレポート(50%)により，講義で配布する資料の内容についての理解度を評価する．中間レポートは前半のパワーデバイスの基本に関する内容, 期末レポートは講義全体を通してのパワーデバイスの動作原理と応用に関する内容とする．なお，内容が正しいかどうかだけでなく, 考える過程をより重視して評価を行う．
関連する科目
- EEE.P311 ： パワーエレクトロニクス
- EEE.D211 ： 半導体物性
履修の条件(知識・技能・履修済科目等)
特になし
