投稿者: 坂本邦博
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「パワーMOSFETのドリフト層設計」をアップロード
パワー半導体デバイスの解説では、pn接合のn–ドリフト層側に広がる空乏層の電界分布の図を使って、最大電界と空乏層濃度と耐圧の関係を説明する。空乏層がn–ドリフト層内に止まることを前提としたノンパンチス… 続きを読む →
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パワーMOSFETのドリフト層設計
本稿では、パワーMOSFETのドリフト層設計の最適化について考える。おおかたのパワー半導体デバイスの解説では、p+n–接合のn–ドリフト層側に広がる空乏層の電界分布の図を使っ… 続きを読む →
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「キロワット」と「キロワット時」 (2)
〜 いろいろな例で考える 〜最近の新聞に、「再エネの発電能力、化石燃料に匹敵 世界で5割規模へ」という見出しの記事がありました。 「・・・再生エネの発電能力は24年には全電源の5割規模になるとみられる。ただ火力などに比べて稼働… 続きを読む →
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高圧直流送電時代を支えるパワー半導体 (1)
〜 最大損失とスイッチング容量 〜高圧直流送電 (HVDC) がニュースなどで話題にのぼるようになってきた。ひとつは、大規模洋上風力発電所と陸上の電力系統を海底ケーブルで結ぶ直流送電に関して、もうひとつは、再生可能エネルギーの主力供… 続きを読む →
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「高圧直流送電時代を支えるパワー半導体」をアップロード
再生可能エネルギー大量導入に不可欠な高圧直流送電(HVDC)。ワイドギャップパワー半導体デバイスの高耐圧化が進むなか、HVDCにふさわしいパワー半導体デバイスはなにか?半導体の動作原理に従いつつ可能な… 続きを読む →
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「2nmノードの半導体を考えた」をアップロード
近頃巷を賑わす、2nmノードの半導体について、これまでのSi LSI微細化の流れを振り返りながら、背景にある設計思想を考えてみました。 続きを読む →
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2nmノードの半導体を考えた
日本の半導体復活を目指す動きが湧き上がり、業界が色々とかまびすしい。経産省の肝入りで昨年設立されたRapidusは、「2nmノードのLSI」の製造を目指すと言っている。2nmノードのトランジスタとはど… 続きを読む →
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牛のゲップと人口80億人をアップロード
歴史に刻まれるであろう2022年の年末に、牛のゲップが地球温暖化をもたらすというニュースからめぐらした想像を書き留めておきました 続きを読む →
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牛のゲップと人口80億人
牛のゲップから考える地球温暖化の不都合な真実 先月(2022年11月)はCOP27が開催され、コロナ感染症やウクライナ戦争で影が薄くなっていた地球温暖化問題に久しぶりに光が当たっている。 地球温暖化と… 続きを読む →
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重力蓄電
地球温暖化対策で、再生可能エネルギーを大量導入して、ゼロエミッションを実現するロードマップが描かれている。必要な再生可能エネルギーを確保するだけでも困難な課題だが、話はそれだけでは済まない。落とし穴が… 続きを読む →
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半導体Marx電源回路の記事をアップ
パワエレはインバーターだけではありません。超高耐圧のSiC MOSFETの登場で革新が進む、半導体Marxパルス電源回路の解説を、コラム記事・解説記事に公開しました。 続きを読む →
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半導体Marxパルス電源 (3)
〜 半導体素子の選択指針 〜Marx発生器を設計するときに重要な半導体デバイスの定格をどう選ぶか考える。 充電電圧V0(半導体デバイスの耐圧) 充電電圧V0が高いほどMarx発生器の段数を減らせる。V0の選択は半導体デバイスの耐… 続きを読む →
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半導体Marxパルス電源 (2)
〜 回路動作の詳細 〜前回概説した半導体Marx発生器の回路動作を詳細に見ていこう。まずMarx発生器の基本単位を確認する。図2-1にMarx発生器の回路を一部抜き出した。緑色に着色した部分が、Marxセルと呼ばれる回路の… 続きを読む →
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半導体Marxパルス電源 (1)
〜 超高耐圧SiC MOSFETの新しい応用 〜近年、耐圧10kVを越える超高耐圧SiC MOSFETが一部開発者の手に入るようになってきた。TO-268サイズのコンパクトなパッケージに実装され、プリント基板に直付けできる。定格電流が数A程度と小さ… 続きを読む →
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SiC FinFETのメリットの記事をアップ
SiCパワーデバイスでも話題になっているFinFETのメリットをコラム・解説記事に掲載しました。 続きを読む →
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SiCのFinFET
5/30~6/3にリモート開催されたISPSD2021では、SiCのFinFETがひとつのトピックだった。今日のコラムでは、SiCパワーデバイスにおけるFinFETの意味を考えてみよう。 FinF… 続きを読む →
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酸化ガリウムパワーデバイスの課題 (4)
〜 p型Ga2O3の回避策:MIS接合 〜半導体上に絶縁膜、金属電極を積層したMIS接合は、電界集中を緩和するフィールドプレート構造としてパワーデバイスで広く用いられている。空乏層のドナーから出る電気力線は絶縁膜を通り抜けて金属電極の電子が受… 続きを読む →
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酸化ガリウムパワーデバイスの課題 (3)
〜 p型Ga2O3の回避策:ショットキー接合 〜前コラムではGa2O3でpn接合をどう実現するかを見てきた。どうしてもpn接合ができなかったら、Ga2O3パワーデバイスの未来は無いのだろうか。プランBを検討してみる。最初の議論に戻ると、肝要な点は、… 続きを読む →
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酸化ガリウムの課題の第3回,第4回をアップ
残る2回で、pn接合ができない場合の耐圧構造を考えます。第3回は、ショットキー接合で耐圧を持たせられるかどうか。第4回は、実際の酸化ガリウムデバイスで使われているMIS接合を論じます。 続きを読む →
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酸化ガリウムの課題第2回をアップ
第2回は、ユニポーラパワーデバイスにおけるp型の役割から、p型酸化ガリウムを考えます。 続きを読む →
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酸化ガリウムパワーデバイスの課題 (2)
〜 p型Ga2O3 〜ここからはp型の問題に話を絞る。前コラムのn型ドリフト層の電界分布の議論は、pn接合があることが前提となっている。n型ドリフト層の反対側には高濃度のp型層があり、p型層側にも空乏層が拡がる。n型半導体… 続きを読む →
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酸化ガリウムパワーデバイスの課題 (1)
〜 Ga2O3の魅力 〜近年、SiCやGaNを超える次々世代のパワー半導体材料候補として、酸化ガリウム(Ga2O3)が注目されている。最近の応用物理学会誌2021年5月号にNICTの東脇正高氏の解説が掲載された。また、IEE… 続きを読む →
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酸化ガリウムの課題の記事をアップ
コラム・解説記事に、昨今話題の酸化ガリウムをパワーデバイスとして使う側からみた課題を掲載しました。4回に分けて順次公開します。第一回は序論で、酸化ガリウムが注目を集める理由を解説します 続きを読む →