パワエレ27【電験3種 機械】IGBTとパワーMOSFETの特性比較（パワエレ26の類題）！令和2年 A問題10 完全解説

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。

出題のポイント

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。

ポイント解説：IGBTとパワーMOSFETの特性比較（パワエレ26の類題）

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

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

「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」とする(2)が誤りです。他の(1)(3)(4)(5)は正しい記述です。

答え：(2)

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)

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