国立大学法人 東京工業大学

講義の概要とねらい

電力エネルギーの変換・制御の効率化が，グリーン・イノベーションの推進に大きな貢献を果たします。パワーデバイスは，スマートグリッド、再生可能エネルギー、電気自動車、鉄道など，社会インフラでのキーデバイスです。人間の身体に例えると，CPUやメモリは「頭脳」であり，パワーエレクトロニクスは「心臓」に相当します。本講義により，　パワーデバイスの性能を決定するデバイス物理を学んだ後，pin-ダイオード，サイリスタ，パワーMOS FET, 絶縁ゲートバイポーラトランジスタの各種デバイス構造と動作原理，ワイドギャップ半導体デバイスの特徴を理解し，さらにパワーエレクトロニクスに応用するための基礎を学びます。

到達目標

【到達目標】　本講義を履修することによって，電力の変換と制御を効率よく行うためのパワーデバイスのデバイス物理とデバイス動作を考えることができるようになること，パワーエレクトロニクスに応用できるようになることを到達目標とします。
【テーマ】　本講義では，パワーデバイスの性能を決定するデバイス物理を学んだ後，パワーダイオード，サイリスタ，パワーMOS FET, 絶縁ゲートバイポーラトランジスタの各種デバイス構造と動作原理，ワイドギャップ半導体デバイスの特徴を理解し，さらにパワーエレクトロニクスに応用するための基礎を築くことを目的とします。

キーワード

パワーデバイス、電力変換、スマートグリッド、IGBT,　ワイドギャップ半導体

学生が身につける力(ディグリー・ポリシー)

授業の進め方

毎回の講義の前半で，復習を兼ねて前回の演習問題の解答を解説します。講義の後半で，その日の教授内容に関する演習問題に取り組んでもらいます。各回の学習目標をよく読み，課題を予習・復習で行って下さい。

授業計画・課題

授業時間外学修（予習・復習等）

学修効果を上げるため，教科書や配布資料等の該当箇所を参照し，「毎授業」授業内容に関する予習と復習（課題含む）をそれぞれ概ね100分を目安に行うこと。

教科書

特になし。

参考書、講義資料等

授業で扱う全ての資料は、事前にOCW-iにアップする。
Stefan Linder “POWER SEMICONDUCTORS“ EPFL Press
Josef Lutz　“Semiconductor Power Devices: Physics, Characteristics, Reliability“　Springer

成績評価の基準及び方法

パワーデバイスの物理，構造、動作原理，特性、応用に関する理解度を評価する。演習で成績を評価する。

関連する科目

• EEE.D351 ： 電子デバイス第一
• EEE.D352 ： 電子デバイス第二
• EEE.D391 ： 半導体加工プロセス
• EEE.D211 ： 半導体物性
• EEE.P311 ： パワーエレクトロニクス

履修の条件(知識・技能・履修済科目等)

関連する科目（特に電子デバイス）の知識があることが望ましい。