1989 Fiscal Year Annual Research Report
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01460131
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
村上 吉繁 大阪大学, 工学部, 教授 (70029015)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
三谷 康範 大阪大学, 低温センター, 助手 (10192759)
辻 毅一郎 大阪大学, 工学部, 教授 (30029342)
山本 純也 核融合科学研究所, 教授 (00029208)
白藤 純嗣 大阪大学, 工学部, 教授 (70029065)
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| Keywords | 極低温パワ-エレクトロニクス / 低損失電力変換 / パワ-エレクトロニクスの高集積化 / 超伝導マグネット制御 |
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| Research Abstract |
この研究は、超伝導マグネットの大電流・低電圧の直流と電力系統の低電流・高電圧の交流とを、超伝導マグネットと同じ極低温領域において変換するパワ-エレクトロニクスの開発を目指している。
本年度は研究課題の初年度であり、以下のように本研究の基調となる研究を行った。
(1)多数キャリア型半導体デバイスであるMOSFETおよびショットキダイオ-ドの常温より極低温領域における特性の推移を測定した。一方これらのデバイスにおけるキャリアの挙動を半導体のバンド構造の理論に基づいてモデル化することにより、デバイスの特性のシミュレ-ションを行った。シミュレ-ションと実験で得られた特性は一致し極低温デバイスの開発について、設計指針が得られた。
(2)MOSFETでは、P型およびN型の領域にPtなどの不純物を拡散して、小数キャリアの再結合を促進してその寿命を短縮しているデバイスがある。このような不純物は低温領域では、キャリアの濃度を著しく低下せしめて通電電流を減少し特性の劣化を招く。このことを実験とシミュレ-ションによって確かめた。
(3)以上のように低温特性を確認したMOSFET(6A、900V)16個並列接続の2ユニットとダイオ-ド(60A、800V)2個によりチョッパ回路を構成した。これを超伝導マグネットのクライオスタット内に設置して、Heガスの極低温雰囲気中でマグネットの制御動作を測定した。マグネット電流を最大30Aまで制御した結果、チョッパ回路の損失は、常温の1/2以下であった。極低温環境下の素子特性の最適化と大容量化を更に進めることにより極低温パワ-エレクトロニクスの実現が期待できる。
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[Publications] 村上吉繁: "電力用半導体素子の極低温での特性" 平成2年電気学会全国大会. (1990)
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[Publications] 森田哲示: "超伝導コイルデュワ-の極低温雰囲気中におけるMOSFET電力変換装置の検討" 平成2年電気学会全国大会. (1990)
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[Publications] 榎本貴仁: "融体急冷法による酸化物超伝導厚膜の作製" 1989年秋季低温工学・超伝導学会予稿集. A3-9 (1989)
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[Publications] 古保隆二: "Y系超伝導薄膜の作製" 1989年秋季低温工学・超伝導学会予稿集. A1-5 (1989)
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[Publications] T.Emoto: "Preparation of High-Ic Bi-Pb-Sr-Ca-Cu-O Superconductors by the Melt Quenching Method" 1989 International Superconductivity Electronics Conference (ISEC'89). LNH-3 (1989)
