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よくわかる
パワーMOSFET/IGBT入門

定価(税込)  2,750円

著者
サイズ A5判
ページ数 180頁
ISBNコード 978-4-526-04975-0
コード C3054
発行月 2002年07月
ジャンル 電気・電子

内容

パワーデバイスとしてパワーMOSFETやIGBTの選び方、使い方ひとつが電子機器の性能を左右するまでになっている。本書は、これからパワーデバイスを使おうという火と向けに、著者の経験を生かしたアドバイスを元に上手な使い方をやさしく解説した入門書。

目次

目 次

序 文

第1章 パワーMOSFETとIGBTの基本

1-1 MOS系パワーデバイスの分類……2

1-1-1 動作原理の違いによる分類……3

1-1-2 パワーMOSFETとIGBTの関係……4

1-1-3 FETをゲートに着目して分類……6

1-1-4 極性の違いによる分類……6

1-1-5 無信号時の導通状態による分類……8

1-2 知っておきたい構造と動作原理……10

1-2-1 MOSFETの構造と動作原理……10

1-2-2 IGBTの構造と動作原理……12

1-3 パッケージ形状と端子配列……15

1-4 デバイス取り扱い上の注意……18

第2章 パワーMOSFETを上手に使うために

2-1 データシートの見方,使い方……23

2-1-1 絶対最大定格……23

[設計演習]Q1……28

2-1-2 電気的特性……30

(1)静特性……30

(2)動特性……32

(3)内部逆ダイオードの特性……35

2-2 伝達特性……38

2-2-1 順伝達コンダクタンス……38

[設計演習]Q2……40

2-2-2 しきい値電圧……40

2-3 出力特性……43

2-4 オン抵抗……46

[設計演習]Q3……48

2-5 特性改善……50

2-5-1 大容量化……50

(1)大電流化……50

(2)Cool MOSと高耐圧化……55

2-5-2 高周波化……57

(1)利得の改善……57

(2)帯域幅の拡大……58

(3)性能指数……60

2-5-3 多様化するパワーMOSFET……60

(1)FRED FET……60

(2)Avalansche FET……61

(3)L2FET……63

(4)SENSE FET……64

(5)TEMP FET……66

(6)SMART FET……66

第3章 IGBTを上手に使うために

3-1 データシートの見方,使い方……71

3-1-1 絶対最大定格と熱抵抗……71

(1)絶対最大定格……72

(2)熱抵抗……75

3-1-2 電気的特性……76

(1)電気的特性……76

(2)スイッチング特性……79

3-2 伝達特性……85

3-2-1 順伝達コンダクタンス……85

3-2-2 しきい値電圧……86

3-3 出力特性……88

3-4 飽和電圧……90

[設計演習]Q4……92

3-5 特性改善……93

(1)飽和損失の低減……94

(2)高周波化……96

(3)多様化……97

第4章 応用技術

4-1 駆動回路……99

4-1-1 駆動パラメータ……99

(1)駆動エネルギーと駆動電力……99

(2)駆動電流……100

(3)高速駆動するには……105

(4)MOSドライバーIC……108

[設計演習]Q5……102

4-1-2 トーテムポール出力駆動回路……108

4-1-3 絶縁駆動回路……110

(1)フォトカプラーによる絶縁駆動……111

(2)パルストランスによる絶縁駆動……113

4-2 保護回路……115

4-2-1 過電流保護対策……119

(1)電流検出方式……120

(2)電流抑制方式……122

4-2-2 過電圧保護対策……124

(1)低インダクタンス配線……124

(2)ダイナミッククランプ回路……127

[設計演習]Q6……129

4-3 並列接続……132

4-3-1 パラメータによる電流アンバランス……132

4-3-2 実装技術……135

4-3-3 電流帰還……137

4-3-4 寄生発振の防止……139

4-4 誤動作対策……141

4-4-1 配線によるインダクタンスL,ストレー容量Cによるノイズ……141

4-4-2 電流検出抵抗によるノイズ……143

4-4-3 整流ダイオードのリカバリーによるノイズ……144

4-4-4 並列接続によるノイズ……145

4-4-5 フローティングドライブ……145

4-4-6 マイナスバイアス……147

第5章 応用回路

5-1 電源回路……149

5-1-1 1石フォワードコンバータ……155

5-1-2 プッシュプルコンバータ……155

5-1-3 非対称ハーフブリッジコンバータ……159

5-1-4 自励式降圧形チョッパー……161

5-1-5 アクティブ高調波フィルター……163

5-2 モータ制御回路……165

5-2-1 タイマーIC555によるDCモータ制御……165

5-2-2 DCモータの正転,逆転駆動回路……166

5-2-3 PWMインバータ……169

5-2-4 PAMインバータ……172

5-3 照明回路……175

5-3-1 蛍光灯用インバータ……176

5-3-2 メタルハライドランプ用インバータ……178

5-3-3 低圧ハロゲンランプ用電子式ダウントランス……180

5-3-4 ネオン灯用インバータ……182

5-4 スイッチ回路……184

5-4-1 パワーMOSFETリレー……184

5-4-2 ソーラーセルによるバッテリ充電器……186

5-4-3 自動車用ドアロック遅延リレー……188

5-4-4 同期整流回路……190

5-5 オーディオ回路……192

5-5-1 対称形パワーアンプ……193

5-5-2 SIPMOSパワーアンプ……194

5-5-3 イントラA級BTLパワーアンプ……197

5-5-4 高周波バイアスアンプ……199



上達指南



・IGBTとSCRの極性の意……7

・バイポーラモードFETとは……9

・放熱板へのパワー素子の固定方法と信頼性……29

・gfsの単位……32

・しきい値電圧の設定……41

・IGBTの内蔵ダイオード……84

・BJTの耐圧……89

・IGBTとCool MOS……97

・ディスクリート素子による電流増幅……107

・ブートストラップと接地形式……109

・パワーMOSFETの内蔵ダイオードのリカバリー対策……123

・電流帰還抵抗と順伝達コンダクタンスの変化……138

・素子単体でも寄生振動は発生する……142

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