1998 Fiscal Year Annual Research Report
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09355009
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| Research Institution | TOKYO INSTITUTE OF TECHNOLOGY |
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Principal Investigator |
安岡 康一 東京工業大学, 工学部, 助教授 (00272675)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
井深 真治 東京工業大学, 工学部, 助手 (70262277)
石井 彰三 東京工業大学, 工学部, 教授 (40016655)
深尾 正 東京工業大学, 工学部, 教授 (10016545)
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| Keywords | パワーデバイス / デバイスシミュレータ / 高速大電流 / 高速駆動方式 / キャリア挙動 / 外部回路 |
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| Research Abstract |
従来のパワーデバイスは、ターンオフ特性を重視した性能向上が追求されてきたが、新たな用途であるパルスパワー応用では高速ターンオン特性が第一に重要である。本研究ではこうした新分野でのパワーデバイス応用を開拓するため、パワーデバイスの極限性能はどのようなものかの工学的側面、何がその性能を支配しているのかの物理学的側面の両方から特性評価を可能とするシステムを開発した。平成10年度は、初年度に製作した評価回路と駆動電源を使用して実際にパワーデバイスを試験評価し、デバイスシミュレータから得られる結果と比較しながら、デバイスの限界性能を定量的に評価する手法を確立した。以下に成果を項目別に示す。(1)極限性能評価システムの動作検証:初年度に製作した超低インダクタンス評価回路と、デバイスの高速駆動用ドライバを組み合わせ、半導体デバイスの極限性能評価システムを構成し、パワーデバイスを試験評価した。特に試験評価回路の静電容量値を可変とすることで、デバイス単体での非破壊試験を可能とした。(2)デバイスシミュレータによる理論解析: 前年度に引き続き、パワーデバイスのターンオン特性を決定づける要因を、特にキャリアの移動に着目して検討し、さらに外部回路条件が及ぼす影響を明らかにした。nsの時間分解で進行するキャリア分布をシミュレータと実際の回路の双方で研究するという新しい試みが実現できた。(3)パワーデバイスの高速駆動法の検討:パワーデバイスをnsで高速駆動するための新回路方式、必要な駆動条件を前年度に引き続き検討し、高速MOS-FETによる大電流ゲート駆動方式によって、最速のターンオン性能を得ることができることを示した。また、実用的な駆動回路を完成させた。(4)パワーデバイス極限評価システムの仕様検討:以上の研究によって得られる成果をもとに、パワーデバイスの真の性能を評価するための指針を示した。
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[Publications] Shinji IBUKA: "SI-Thyristor As A High Power Switching Device for Fast High Voltage Pulse Generators" 11th IEEE Int.Pulsed Power Conf.2. 954-958 (1998)
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[Publications] Shinji IBUKA: "Evaluation of 5500V-Class SI-Thyristor As Pulsed Power Switching Device Utilization A Low Inductance Testing Circuit" 23rd Int.Power Modulator Symposium. 4・3 (1998)
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[Publications] 神宮司和孝: "パルス大電力放電励起に用いる半導体パワーデバイスの特性評価" 電気学会プラズマ研究会. EP-98-55. 43-47 (1998)
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[Publications] 石井彰三: "大電力パルス発生技術とそれに向けたパワーデバイスの動向" 電気学会電子デバイス・半導体電力変換合同研究会. EDD-98-87. 1-6 (1998)
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[Publications] K.YASUOKA: "Testing System for Measuring High di/dt Response of Power Devices" 電気学会プラズマ研究会. EP-98-78. 75-80 (1998)
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[Publications] T.OSADA: "Switching Characteristics of SI-thyristors for High-repetition Rate Pulsed Power Applications" 電気学会プラズマ研究会. EP-98-88. 81-86 (1998)
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[Publications] 石井彰三: "大電力パルス発生技術とそれに向けたパワーデバイスの動向" 電気学会(技術報告), (1998)
