2020 Fiscal Year Annual Research Report
弾性表面波を用いたゲート駆動回路の高性能化と次世代マルチレベルインバータへの応用
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18H01432
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| Research Institution | Tokyo Metropolitan University |
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Principal Investigator |
五箇 繁善 東京都立大学, システムデザイン研究科, 准教授 (80305416)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
和田 圭二 東京都立大学, システムデザイン研究科, 准教授 (00326018)
垣尾 省司 山梨大学, 大学院総合研究部, 教授 (70242617)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 次世代インバータ / ゲート駆動回路 / SAWフィルタ / 多重通信 / ワイドギャップ半導体 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では，次世代電力変換回路の多重化・高信頼化を実現するために「弾性表面波(SAW)を用いたゲート駆動回路」の高性能化を行い，提案法の実現可能範囲を明らかにすることが目的である．最終年度では，作製したSAWフィルタの特性計測・評価と，今後の研究方向性を明らかにした．具体的な研究実績を下記に示す．
まず，作製したSiO2/Pt/Al/LiNbO3構造の一方向性電極SAWフィルタに対し，引き続き詳細な耐電力試験を行った．通過周波数300～960MHzの24種類を詳細に評価した結果，電力伝送量として最大電力伝送量700mWを超える設計値があることが分かった．また，シミュレーションではSiO2膜厚を調整することで実測値に一致するため，作製したSiO2膜のパラメータが多少異なっていることが示唆された．
次に，作製したSAWフィルタの電気的絶縁破壊試験を行った．伝搬路長を50～320μmの４種類，SiO2膜厚が1および2μmの計8種類に対して入出力間の絶縁性能を計測した結果，伝搬路長が50から100μmの範囲では絶縁電圧が2kV程度から3kV以上へと改善したが，100～320μmの範囲では絶縁耐圧値がほとんど変化しないことが分かった．SAWフィルタ上面空間での放電を想定していたため伝搬距離に依存して増加数予想であったが，計測結果からは放電電圧がほぼ同一となりその原因が特定できなかった．そこで，放電がLiNbO3とSiO2との境界界面に生じる可能性も含めて検証するために，作製したSAWフィルタの上面にSiO2皮膜を厚くする目的で誘電率の近いエポキシ樹脂の塗布を行った．その結果，10kVを超える絶縁耐圧特性が得られたことから，境界界面での放電では無いことが明らかになった．加えて，10kV以上の耐圧が得られたことから，今後の研究方向性として境界波デバイスなどが有望であることを明らかにした．
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| Research Progress Status |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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Research Products
(3 results)
