電験3種「機械」のポイント その16 パワーエレクトロニクス、パワー半導体デバイス

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電験3種「機械」のお勉強16回目のテーマは「パワーエレクトロニクス、パワー半導体デバイス」です。

 

ダイオードの種類

ダイオードはp形、n形の半導体を接合したもので、整流作用があります。

ダイオードは、アノード側からカソード側へと流れる電流のみ導通し、逆向きの電流は遮断されます。

 

サイリスタとは

ゲートターンオフサイリスタは、正の電流でターンオンとなり、負の電流でターンオフとなります。

サイリスタは、正の電流でターンオンとなりますが、これを遮断するためには保持電流以下まで下げる必要があります。一方ゲートターンオフサイリスタは、ゲートでターンオフに切り替えられます

 

2種類のトランジスタ

MOSFETとIGBTのトランジスタの利点は、高速にスイッチの切り替えができることにあります。

MOSFETとIGBTのトランジスタは、ゲートに電圧を加えることで、スイッチとして働くので、非常に高速なスイッチ切替が可能です。

 

ダイオードの電圧降下

ダイオードでも電圧降下が起き、逆向きの電流も制御できる範囲に限りがあります。

ダイオードのアノード側からカソード側へ電流が流れる際に、微弱な電圧降下が発生します。これをダイオードの順電圧降下と呼びます。

逆電流を加えるとある一定の電圧までは電流は流れませんが、規定を超えると電流が流れ始めてしまいます。

逆向きに電流が流れ始める電圧を「降伏電圧」あるいは「ブレークダウン電圧」といいます。

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