今回は令和2年度 機械科目 A問題10を解説します。パワエレ26と同じテーマで、近年主に用いられるIGBTとパワーMOSFETを比較した記述の誤りを見つける問題です（設問文・選択肢はパワエレ26とは別内容）。
パワーMOSFETは電圧駆動形であり、多数キャリアを用いる素子で、少数キャリアの蓄積現象はありません。蓄積効果があるのはIGBTなどバイポーラ系デバイスです。
令和2年度 機械科目 A問題10：問題文と選択肢
まずは、実際の試験問題を確認してみましょう。
電験3種 機械科目 【パワーエレクトロニクス】 令和2年度 A問題10
パワー半導体スイッチングデバイスとしては近年，主にIGBTとパワーMOSFETが用いられている。両者を比較した記述として，誤っているものを次の(1)〜(5)のうちから一つ選べ。
（1）IGBTは電圧駆動形であり，ゲート・エミッタ間の電圧によってオン・オフを制御する。
（2）パワーMOSFETは電流駆動形であり，キャリア蓄積効果があることからスイッチング損失が大きい。
（3）パワーMOSFETはユニポーラデバイスであり，バイポーラ形のデバイスと比べてオン状態の抵抗が高い。
（4）IGBTはバイポーラトランジスタにパワーMOSFETの特徴を組み合わせることにより，スイッチング特性を改善している。
（5）パワーMOSFETではシリコンのかわりにSiCを用いることで，高耐圧化をしつつオン状態の抵抗を低くすることが可能になる。
出題のポイント：駆動方式とキャリアの種類を区別する
IGBTとパワーMOSFETはいずれも、絶縁ゲートへ加える電圧でオン・オフを制御する電圧駆動形の素子です。ただし、パワーMOSFETは多数キャリアだけで動作するユニポーラデバイスなので、少数キャリアの蓄積やターンオフ時のテール電流がありません。IGBTはバイポーラ動作を含むため少数キャリアの蓄積があり、一般にパワーMOSFETよりスイッチングが遅くなります。なお、ゲート容量の充放電時には一時的な電流が流れますが、これは電流駆動形という意味ではありません。
ポイント解説：キャリア蓄積がターンオフ損失を生む
パワーMOSFETは電圧駆動形であり、多数キャリアを用いる素子（ユニポーラデバイス）で、少数キャリアの蓄積現象はありません。蓄積効果があるのはIGBTなどバイポーラ系デバイスの特徴です。
問題の解説：誤っている記述は(2)
STEP1 パワーMOSFETの駆動方式とキャリア蓄積を確認する
パワーMOSFETは電圧駆動形（ゲート電圧でオンオフ）であり、電流駆動形ではありません。またユニポーラデバイスのためキャリア蓄積効果もありません。
STEP2 誤りの選択肢を特定する
(2)には二つの誤りがあります。パワーMOSFETは電圧駆動形であり、多数キャリアで動作するため少数キャリアの蓄積効果はありません。(1) IGBTも電圧駆動形、(3) パワーMOSFETはユニポーラデバイス、(4) IGBTはMOSゲートとバイポーラ動作を組み合わせた素子、(5) SiC MOSFETは高耐圧化と低いオン抵抗の両立に有利、という記述はいずれも正しいため、答えは(2)です。
答え：(2)
💡 覚え方
パワーMOSFETは電圧駆動・ユニポーラ（蓄積効果なし）。IGBTはバイポーラ要素をもち蓄積効果あり。
⚠️ よくある間違い
電圧駆動と電流駆動、ユニポーラとバイポーラの組合せを取り違えない。
まとめ
| 誤りの記述 | (2) パワーMOSFETが電流駆動・蓄積効果ありとする記述 |
| 正しくは | 電圧駆動・蓄積効果なし |
| 答え | (2) |
▼あわせて解きたい関連問題
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