講演会詳細


群馬大学アナログ集積回路研究会


題目: 「バイポーラトランジスタ特性入門およびパワー・デバイス特性 入門」
講師: 松田順一 先生 (群馬大学客員教授)
日時: 6月19日(火)14:20-17:30
場所: 群馬大学理工学部(桐生キャンパス)総合研究棟506号室
概要: 前半

バイポーラ・デバイス特性入門
[T]ダイオードの特性

(1) ビルトイン電位
(2) 階段接合
(3) ダイオードの基本式
基本式(電流密度と擬フェルミ電位)、ダイオード内の擬フェルミ電位の位置変化、少数キャリア密度と接合電圧との関係
(4) 電流・電圧特性
連続の式、電流・電圧特性(均一ドーピングのダイオード)、N+‐Pダイオードの順・逆方向特性、広いベースと狭いベースの
N+‐Pダイオード、ダイオードのリーク電流の温度依存性、少数キャリアの基本特性(移動度、ライフタイム、拡散長)
(5) 拡散容量

[U] バイポーラ・トランジスタの特性

(1) NPNバイポーラ・トランジスタ
断面構造、印加電圧とエネルギー・バンド、簡単なダイオード理論の修正 (準中性領域の電界の影響、高ドーピングの影響、
不均一エネルギー・バンドギャップの影響)
(2) 理想的な電流・電圧特性
コレクタ電流、ベース電流、電流利得、理想的な IC-VCE 特性
(3) 典型的なNPNバイポーラ・トランジスタの特性
エミッタとベースの直列抵抗、Early電圧、ベース−コレクタ接合のアバランシェ現象、 高電流領域でのコレクタ電流の低下
(ベース伝導度変調効果、ベース・ワイド二ング効果)、低電流領域での理想ベース電流のずれ

後半

パワー・デバイス特性入門
[T] パワーMOSFET

(1) 材料基本特性    
抵抗、特性オン抵抗、ブレークダウン電圧
(2) MOSFET基本電気特性 しきい値電圧、電流式とチャネル抵抗
(3) パワーMOSFETのオン抵抗 VD(Vertical Diffused)-MOSFETのオン抵抗、U-MOSFETのオン抵抗
(4) スイッチング特性
ゲート電荷、ターンオン特性、特性ゲート電荷とFOM値、ターンオンとターンオフ過渡特性、スイッチング損失
(5) 過渡変化(dVD/dt)によるターンオン
容量性ターンオン、バイポーラ・ターンオン

[U] IGBT

(1) IGBTの構造
(2) IGBTの動作と出力特性
(3) IGBT等価回路
(4) ブロッキング特性
対称型IGBT、非対称(パンチスルー)型IGBT
(5) オン状態の特性
オン状態モデル、オン状態キャリア分布と電圧降下(対称型IGBT、非対称型IGBT、トランスペアレント・エミッタIGBT)
(6) スイッチング特性
ターンオン特性(フォワード・リカバリ)、ターンオフ特性(インダクタ負荷)、ターンオフ期間のエネルギー損失
(7) ラッチアップ抑制
ディープP+追加、ゲート酸化膜厚薄化
(8) トレンチ・ゲートIGBT
構造、オン状態キャリア分布と電圧降下、スイッチング特性、ラッチアップ耐性
(9) 高温動作
オン状態特性の温度依存性、ラッチアップ特性の温度依存性