令和5年度 上期 電験3種 機械 問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。通常動作における両者の特性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、オンのゲート電圧が与えられなくても逆電圧が印加されれば逆方向の電流が流れる。
（2） パワーMOSFETは電圧駆動形であり、ゲート・ソース間に正の電圧をかけることによりターンオンする。
（3） パワーMOSFETはユニポーラデバイスであり、一般的にバイポーラ形のIGBTと比べてターンオン時間が短い一方、流せる電流は小さい。
（4） IGBTはキャリアの蓄積作用のためターンオフ時にテイル電流が流れ、パワーMOSFETと比べてオフ時間が長くなる。
（5） パワーMOSFETではシリコンのかわりにSiCを用いることで、高耐圧化と高耐熱化が可能になる。
解答・解説
正解（1）
（1）誤り
IGBTはオンのゲート電圧が印加されない場合には導通しません。よって、誤った記述です。
（2）正しい
パワーMOSFETは電圧駆動です。
また、ゲート・ソース間に正の電圧を印加すればターンオンするので正しい記述です。
（3）正しい
記述の通り正しいです。
（4）正しい
IGBTはテイル電流が流れるので、ターンオフの時間が長くなり、スイッチング損失が大きくなります。
MOSFTEではテイル電流は少なく、スイッチングの損失を低減できます。
（5）正しい
記述の通り正しいです。
参考に、IGBTとパワーMOSFETの構造を示します。
IGBTでは、逆方向の電流を流すことはできませんが、パワーMOSFETでは、逆方向電圧（ドレイン-ソース間）にボディダイオードがあるので、逆方向の電流を導通します。
また、IGBTは廃ポーラデバイス（電子と正孔の両方をキャリアとするデバイス）であるので、多くの電流を流せます。
パワーMOSFETはユニポーラデバイスであるので、流せる電流値は小さくなる一方、ターンオン時間は短くなります。
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