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炭化珪素バイポーラトランジスタのデバイス特性モデル化と高周波電力変換回路の製作

研究課題

研究課題/領域番号 16H06890
研究種目

研究活動スタート支援

配分区分補助金
研究分野 電子デバイス・電子機器
研究機関京都大学

研究代表者

奥田 貴史  京都大学, 工学研究科, 助教 (00783036)

研究期間 (年度) 2016-08-26 – 2018-03-31
研究課題ステータス 完了 (2017年度)
配分額 *注記
2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
2017年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2016年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
キーワード炭化珪素 / バイポーラトランジスタ / 電力変換回路 / ベース駆動回路 / 高周波動作 / デバイスモデリング / スイッチング特性 / SiC / 回路シミュレーション
研究成果の概要

本研究では炭化珪素(SiC)バイポーラトランジスタ(BJT)を用いた高周波電力変換回路の実現をめざした。まず、動作周波数1 MHzの高周波スイッチングに対応できる回路シミュレーション環境を構築した。構築したシミュレーション環境を活用し、高周波ベース駆動回路を製作した。BJTは電流駆動回路であるため、駆動回路に工夫を要する。この駆動回路を利用した100 W級の昇圧回路を製作した。製作した昇圧回路は1 MHzの高い動作周波数でも94%の変換効率を実現した。SiC BJTの高周波パワースイッチングデバイスとしての可能性を示すことができたと考えられる。

報告書

(3件)
  • 2017 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2016 実績報告書
  • 研究成果

    (18件)

すべて 2018 2017 2016 その他

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (14件) (うち国際学会 6件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] 大電力高速パルス生成器によるオシロスコープのスキュー補正2018

    • 著者名/発表者名
      Takafumi Okuda and Takashi Hikihara
    • 雑誌名

      電気学会論文誌C(電子・情報・システム部門誌)

      巻: 138 号: 1 ページ: 37-40

    • DOI

      10.1541/ieejeiss.138.37

    • NAID

      130006301480

    • ISSN
      0385-4221, 1348-8155
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A comparative study on electrical characteristics of 1-kV pnp and npn SiC bipolar junction transistors2018

    • 著者名/発表者名
      Okuda Takafumi、Kimoto Tsunenobu、Suda Jun
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics

      巻: 57 号: 4S ページ: 04FR04-04FR04

    • DOI

      10.7567/jjap.57.04fr04

    • NAID

      210000149010

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Analysis of dynamic characteristics of SiC Schottky barrier diodes at high switching frequency based on junction capacitance2018

    • 著者名/発表者名
      Maeda Ryosuke、Okuda Takafumi、Hikihara Takashi
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics

      巻: 57 号: 4S ページ: 04FF01-04FF01

    • DOI

      10.7567/jjap.57.04ff01

    • NAID

      210000148915

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 漏れインダクタンス低減によるSiC MOSFETを用いたフライバックコンバータの10 MHz 駆動2018

    • 著者名/発表者名
      橋本和樹,奥田貴史,引原隆士
    • 学会等名
      電気学会全国大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] SiC SBD接合容量モデルの高周波領域における精度検証2017

    • 著者名/発表者名
      前田凌佑,奥田貴史,引原隆士
    • 学会等名
      電気学会全国大会
    • 発表場所
      富山大学
    • 年月日
      2017-03-15
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] GaN FET搭載ゲートドライバによるSiC MOSFETの20 MHz駆動2017

    • 著者名/発表者名
      奥田貴史,引原隆士
    • 学会等名
      電気学会全国大会
    • 発表場所
      富山大学
    • 年月日
      2017-03-15
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Direct Drive of a Buck Converter by Delta-Sigma Modulation at 13.56-MHz Sampling2017

    • 著者名/発表者名
      Yuhei Sadanda, Takafumi Okuda, Takashi Hikihara
    • 学会等名
      IEEE Workshop on Control and Modeling for Power Electronics, Stanford, California
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] A Study on Origin of Oscillation of Voltage Waveforms in Flyback Converter2017

    • 著者名/発表者名
      Kazuki Hashimoto, Takafumi Okuda, and Takashi Hikihara
    • 学会等名
      2017 Taiwan and Japan Conference on Circuits and Systems
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Analysis of Dynamic Characteristics of SiC SBD at High Switching Frequency Based on Junction Capacitance2017

    • 著者名/発表者名
      Ryosuke Maeda, Takafumi Okuda, and Takashi Hikihara
    • 学会等名
      2017 International Conference on Solid State Devices and Materials
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Investigations on Electrical Characteristics of 1-kV pnp SiC BJTs Compared with npn SiC BJT2017

    • 著者名/発表者名
      Takafumi Okuda, Tsunenobu Kimoto, and Jun Suda
    • 学会等名
      2017 International Conference on Solid State Devices and Materials
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] フライバックコンバータの電圧波形の振動に関する一検討2017

    • 著者名/発表者名
      橋本和樹,奥田貴史,引原隆士
    • 学会等名
      電気学会産業応用部門大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 高温環境下におけるSiC SBDの動特性のモデリング2017

    • 著者名/発表者名
      前田凌佑,奥田貴史,引原隆士
    • 学会等名
      電気学会産業応用部門大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] SiCバイポーラトランジスタの1 MHzスイッチング特性2017

    • 著者名/発表者名
      奥田貴史,引原隆士
    • 学会等名
      先進パワー半導体分科会第4回講演会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 大電力高速パルス生成器によるオシロスコープのスキュー補正2016

    • 著者名/発表者名
      奥田貴史,引原隆士
    • 学会等名
      電気学会電子回路研究会
    • 発表場所
      東京理科大学
    • 年月日
      2016-12-14
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Impact of Annealing Temperature on Surface Passivation of SiC Epitaxial Layers with Deposited SiO2 Followed by POCl3 Annealing2016

    • 著者名/発表者名
      Takafumi Okuda, Takuma Kobayashi, Tsunenobu Kimoto, and Jun Suda
    • 学会等名
      4th IEEE Workshop on Wide Bandgap Power Devices and Applications
    • 発表場所
      Arkansas, United States of America
    • 年月日
      2016-11-07
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Analysis of Transient Behavior of SiC Power MOSFETs Based on Surface Potential Model and Its Application to Boost Converter2016

    • 著者名/発表者名
      Takafumi Okuda, Yohei Nakamura, Michihiro Shintani, Takashi Sato, and Takashi Hikihara
    • 学会等名
      4th IEEE Workshop on Wide Bandgap Power Devices and Applications
    • 発表場所
      Arkansas, United States of America
    • 年月日
      2016-11-07
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 表面ポテンシャルモデルを用いたSiCパワーMOSFETの過渡解析および昇圧回路への応用2016

    • 著者名/発表者名
      奥田貴史, 中村洋平, 新谷道広, 佐藤高史, 引原隆士
    • 学会等名
      平成28年電気学会産業応用部門大会
    • 発表場所
      群馬大学
    • 年月日
      2016-08-30
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [備考] 研究室Webページ

    • URL

      http://www-lab23.kuee.kyoto-u.ac.jp/ja/index.php?Takafumi%20Okuda

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書

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公開日: 2016-09-02   更新日: 2019-03-29  

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