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.
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.
pinダイオード, IGBT, 破壊現象,安全動作領域, SiC&GaNデバイス
✔ 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) |
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 | |
---|---|---|
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 | -- |
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。
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
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.
特になし