・難解な半導体物性の基礎を、概念図と最小限の数式で解説し、演習を通して習得します。これをベースにデバイスの説明を受けることで、動作原理と特性が確実に理解できます。
・各パワーデバイスの説明では、構造、動作原理、特性の順に説明し、最後に実デバイスの測定結果を示すことでパワーデバイスの理解を深めます。
・パワーエレクトロニクスで重要なダイオード、Si MOSFET、Si IGBT、GaN及びSiCデバイスを取り上げます。

・パワエレ回路の設計者
・これから、パワーデバイス、パワエレ回路を設計する方
・半導体物性を理解して、回路設計に従事したいと思われる方
・MOSFET、IGBTの特性を理解し、積極的にパワーエレクトロニクス回路に積極的に活用しようとしている方
・ワイドバンド半導体GaN、SiCの特性（耐圧、低ＯＮ抵抗）に関心があり、活用を検討している方
・パワーデバイスを学ぼうとして、難解な半導体物性で躓いた方

・パワーデバイスの物性や特性の理解ができる
・従来のSi半導体や次世代のワイドバンドギャップ半導体のデバイスの損失が計算できる

パワーデバイス理解には、動作原理を理解する基礎となる半導体物性と、デバイス構造の理解が必須です。多くのテキストはどちらか一方に比重が置かれ、効率良く両者を理解するのが難しくなっています。とくに、半導体物性に難解な数式が多いため、デバイスについてなんとなく知っているレベルにとどまっています。本セミナーでは、半導体物性をベースに、デバイス特性を理解することを最大の目的とし、演習と実デバイスの測定結果を通して理解を深めます。

前半の半導体物性では、バンドギャップ、真正半導体、n型半導体、p型半導体、ホールと説明していきます。これらの説明を受けて、パワーデバイスの特性に繋がる半導体物性のキャリア密度、移動度と電気伝導との関係を導きます。

後半のデバイス特性では、パワーエレクトロニクス回路で多用されているパワーダイオード、IGBT、MOSFET、ワイドバンド半導体（GaN、SiC）の5つのデバイスについて詳しく説明します。とくにパワーデバイスでキーとなる耐圧構造とデバイス特性に着目して説明します。各デバイスの説明の最後には実デバイスの測定結果を紹介します。最後にパワーデバイスを回路に適用するにあたって重要なデバイスの損失について説明します。

受講に当たって
演習問題は、電卓でも計算できますが、グラフを作成する演習もありますので、エクセルが使える環境を準備することをお勧めします。

本講座でデバイスの基礎を理解し、回路で使うためのノウハウを知りたい方は「回路展開編」のご受講もご検討ください。

１．パワーデバイスの概要
　　・パワーエレクトロニクスとは
　　・パワーデバイスの概要
　　・パワーエレクトロニクスで使われる回路と動作原理

２．半導体の物性
　　・エネルギーバンドとバンドギャップ
　　　★演習　室温のエネルギーと単位換算（ジュール、eV、温度）
　　・金属、半導体、絶縁物とバンドギャップ－半導体と絶縁物の違いは？－
　　・真正半導体、n型半導体、p型半導体
　　　★演習　Si でのキャリア密度計算　室温、高温（エクセル、電卓演習）
　　・デバイスの速度を支配するn型半導体とp型半導体の移動度
　　・半導体のキャリア密度
　　　★演習　移動度と伝導度・比抵抗の関係（エクセル、電卓演習）

３．２端子パワーデバイスと耐圧
　３．１　ダイオード
　　・pn接合とダイオード
　　・pinダイオードとショットキーダイオード
　　・ツェナーダイオード
　　　★演習　ダイオードの基本式
　３．２　パワーデバイス（pn接合）の耐圧
　　・pn接合の耐圧
　　・pnダイオードとpinダイオード
　　　★演習　pn接合の最大電界

４．MOSFETとIGBT
　４．１　MOSFET
　　・横型構造MOSFETの動作原理
　　・横型構造MOSFETの特性
　　・縦型構造MOSFETの特性
　　　★演習　MOSFETの基本式（エクセル、電卓演習）
　４．２　IGBTの特性とデバイスの動作点
　　・バイポーラデバイスとユニポーラデバイス
　　・トランジスタ特性
　　・IGBTの特性
　　・MOSFETとIGBTの比較　
　　　★演習　IGBTの動作特性

５．ワイドギャップ半導体（SiC、GaN）とデバイス損失
　５．１　ワイドギャップ半導体（SiC、GaN）
　　・ワイドギャップ半導体の概要とメリット
　　・GaNパワーデバイスとSiパワーデバイスの特性比較
　　・GaNパワーデバイスの温度特性
　　・パワーデバイスの絶縁破壊と耐圧
　　　★演習　Si、GaN、SiCデバイスの耐圧比較（エクセル、電卓演習）
　５．２　デバイスの損失
　　・デバイスの動作と損失
　　・デバイス損失の計算
　　　★演習　MOSFETの損失

弱電から転向し、独学で学んだ経験からパワエレに必要な半導体物理をわかりやすく解説します。
	東京工科大学　教授 名古屋大学院卒業後、東芝生産技術研究所に入社。 以来31年間、研究開発およびそのマネジメントを行う。2015年より現職。 製造現場での豊富な経験をベースに、理論とシミュレーションを効果的に活用した研究を行っている。 平易な語り口での講義も好評で、企業向けの登壇も多い。 工学/理学博士。

エンジニアの悩みを解決 パワーエレクトロニクス

パワーデバイス，電気自動車，計測技術の理解を深めるため，次の特徴を持って書いています。 ◎パワーデバイスを使いこなすための半導体物性と適用のノウハウを記載 パワーデバイスを使いこなすためには，半導体物性という物理現象と安定的に動作させるノウハウが必要です。2章で，デバイス理解に必要とされる項目と数式を抽出し，半導体物性について分かりやすく説明しました。3～5章で，こうした物理現象とデバイス特性との関係を説明，6章でゲート回路，デバイス選択など使いこなしノウハウを紹介しました。 ◎実際のハイブリッドカーに搭載されたパワーコントロールユニットの解体調査 　電気自動車の心臓部となるパワーユニットについて，2代目プリウムを解体し，そのパワーコントロールユニットの構造，動作特性について，写真と図を交えながら詳しく説明しています。 ◎電気自動車に使われる受動素子の設計方法 　電気自動車で使用するコンデンサ，インダクタ，抵抗について，その原理，種類と特徴，設計方法，設計ノウハウについて，数式と具体例を挙げて解説しています。 ◎パワエレで必要とされる具体的な測定例を紹介 　個人的なスキルに依存しているパワーエレクトロニクスの測定技術について，計測メーカの現役エンジニアが，測定の基礎とノウハウについて，体系的に解説しています。また，具体的な測定事例として，モータ駆動用インバータ，ワイドバンド半導体GaN，磁性材材料の特性，実際の車のPCU特性，を取り上げています。

１．Webセミナーアプリ（Zoom）のインストール
　　・インストールはこちらから。
　　・Zoomの仕様や推奨環境についてはこちらから。
　　・Zoomの利用方法はこちらから。
　　アプリのインストールが難しい場合、ブラウザでの参加も可能です。詳しくはこちらをご覧ください。

２．Excelのインストール
　＊あれば望ましいが、なければ電卓でも可。

１．マイク機能付きパソコン
２．講義資料（事前に協会より郵送します。）
３．筆記用具

日本パワーエレクトロニクス協会