ワイドギャップ半導体の研究[トランジスタ技術special編集部]
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ワイドギャップ半導体の研究 Siの限界を打破するSiC/GaNパワー・デバイス (グリーン・エレクトロニクス)
トランジスタ技術special編集部

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商品基本情報

  • 発売日:  2013年03月13日頃
  • 著者/編集:   トランジスタ技術special編集部
  • 出版社:   CQ出版
  • 発行形態:  単行本
  • ページ数:  128p
  • ISBNコード:  9784789848398
  • 注記:  「トランジスタ技術SPECIAL」増刊

商品説明

現在使用されている最先端のパワー・デバイスはSi(シリコン)という半導体材料がもつ性能を,ほぼ限界まで引き出しており,Siの物性の限界から大幅な発展は困難な状況です.そんななかで,近年,大きな注目を集めているのが,ワイド・バンド・ギャップ半導体デバイス(ワイドギャップ半導体)です.本書では,半導体デバイスの動作原理について説明し,なぜワイドギャップ半導体によって優れたパワー・デバイスが実現できるかを説明します.

★目次





○プロローグ パワー・エレクトロニクス用半導体デバイスの重要性

■ コラム 次世代DVD実現のキー・デバイス…GaN紫色半導体レーザ・ダイオード



◎スイッチング素子としての応用面から見た

○第1章 パワー・エレクトロニクス用半導体の性能指標

■ パワー・デバイスの性能指標

■ スイッチング・デバイスの性能指標

■ 簡単なパワー回路での性能指標の重要性の確認

■ スイッチング損失が重要なパワー回路の例

■ コラム スイッチングと増幅の違い



◎パワー・デバイスの動作原理を理解するために

○第2章 半導体デバイスの基礎知識

■ エネルギー・バンド理論による金属/半導体/絶縁体の区別

■ 真性半導体と外因性半導体

■ 半導体内での電気伝導

■ キャリアの生成・再結合

■ 金属ー半導体接合

■ pn接合

■ JFET構造

■ MOS構造

■ HEMT構造

■ パワーMOSFETの断面図の読み解きと動作特性

■ パワーIGBTの断面図の読み解きと動作特性



◎パワー・デバイスで最も重要な性能指標

○第3章 耐圧とオン抵抗のトレードオフ

■ 半導体の絶縁破壊の基礎〜なだれ破壊とツェナー破壊

■ 単純なpn接合ダイオードの解析

■ Siユニポーラ・リミット

■ ワイドギャップ半導体

■ コラム 別の方法でSiユニポーラ・リミットを越える〜超接合のコンセプト



◎温度が高くなるとどのようなことが起こるのか

○第4章 動作可能温度を決める要因

■ 温度が高くなると起こること

■ 半導体のキャリア密度の温度変化の解析



◎材料開発の歴史から今後の展望まで

○第5章 SiCパワー・デバイスの開発状況

■ SiC材料開発の歴史と現状

■ いろいろな結晶構造のSiC

■ SiC SBDはすでに商品化,いよいよ普及段階

■ SiC MOSFET…次世代パワー・デバイスの最本命

■ SiC JFET…ノーマリ・オンだが実力は素晴らしい

■ SiC BJT…BJTのリベンジなるか?

■ SiC PiNダイオード,SiC IGBT…過去に類を見ない究極の超高耐圧パワー・デバイス

■ 今後のSiC

■ コラム 宝石としてのSiC

■ コラム MOSFETに関しては3C-SiCにチャンス

■ コラム ワイドギャップ半導体は日本発!



◎次世代パワー・デバイスの本命となるか

○第6章 GaNパワー・デバイスの開発状況

■ GaN材料開発の歴史

■ GaNパワー・デバイス

■ HEMTのノーマリ・オフ化

■ GaN/Siパワー・デバイス…Siに迫る低コスト

■ 今後のGaN



○Appendix SiC MOSFETのスイッチング動作

■ SiC MOSFETの素子の電圧ー電流特性

■ ゲート駆動回路

■ スイッチング動作





●GE Articles



◎シリコン・カーバイド半導体によるアプリケーション

○SiC JFETで作るオーディオ・アンプ

■ 使用するFETの特徴

■ ノーマリ・オン型FETの応用

■ 実用アンプを構成する

■ SiC JFETステレオ・アンプの特性

■ コラム 理論効率



◎高効率で低ノイズな電源回路を実現できる

○PFC機能を備えたLLCコントローラIC PLC810PG

■ LLC制御IC PLC810PG

■ PLC810PGのLCDテレビへの応用例

Appendix-A オン・セミコンダクターのLLC電源

Appendix-B フェアチャイルドのLLC電源

Appendix-C NXPセミコンダクターズのLLC電源

Appendix-D STマイクロエレクトロニクスのLLC電源

Appendix-E テキサス・インスツルメンツのLLC電源



◎切り忘れ防止,タコ足による過電流検出,待機電力チェック

○無駄減らし効果が目に見える三つの消費電力メータ

■ テーブル・タップ用電力メータAの製作

■ 0.1W精度で測れる液晶ディスプレイ付き電力メータ

■ 無線で飛ばしてロギングする大電力測定型

■ Supplement 電力メータAのMSP430のソフトウェア

■ コラム1 警告!電力測定は危険がいっぱい

■ コラム2 市販の消費電力メータ

■ コラム3 電力を高精度に測定できるA-Dコンバータとは

【内容情報】(「BOOK」データベースより)
電子機器のとどまることのない発展により、電力使用量は拡大の一途です。あらゆる電子機器において、省エネルギーが切望されています。本シリーズでは、エレクトロニクス技術について、エネルギーを扱うという観点からアプローチします。具体的には、電源回路、発電、電力変換、モータ駆動、照明などについて扱います。地球環境にやさしいエレクトロニクスの技術情報を紹介していきます。

【目次】(「BOOK」データベースより)
Siの限界を打破するSiC/GaN半導体パワー・デバイスの普及が目前に!特集ワイドギャップ半導体の研究(新しいワイドギャップ半導体が世界を変える パワー・エレクトロニクス用半導体デバイスの重要性/スイッチング素子としての応用面から見た パワー・エレクトロニクス用半導体の性能指標/パワー・デバイスの動作原理を理解するために 半導体デバイスの基礎知識/パワー・デバイスで最も重要な性能指標 耐圧とオン抵抗のトレードオフ ほか)/GE Articles(シリコン・カーバイド半導体によるアプリケーション SiC JFETで作るオーディオ・アンプ/高効率で低ノイズな電源回路を実現できる PFC機能を備えたLLCコントローラIC PLC810PG/切り忘れ防止、タコ足による過電流検出、待機電力チェック 無駄減らし効果が目に見える三つの消費電力メータ)

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