2017年度 パワーデバイス特論   Advanced Power Semiconductor Devices

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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
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
2017年度
開講クォーター
2Q
シラバス更新日
2017年5月22日
講義資料更新日
2017年8月2日
使用言語
日本語
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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

国際的教養力 コミュニケーション力 専門力 課題設定力 実践力または解決力
- -

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

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

2回(中間, 期末)のレポートと講義内容に対する質問内容から評価する.
中間レポートは, 講義開始時に提示する課題資料の理解度を見る.期末レポートは, 講義全体の理解度を見る.

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

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