ZEPマガジン

SiCやGaNのFETを安全に高速駆動するためには，誤動作防止のための分離構造，放熱設計に配慮が必要．特にケルビン・ソース端子の適切な扱いは信頼性確保に直結する

$C_{oss}$によりスイッチング時にエネルギが蓄積され，その蓄積エネルギはスイッチ動作時に損失として消費される．容量値の大きい素子を選ぶと，高速スイッチングにおいて不利に働く

SiC MOSFETではボディ・ダイオードの構造上，$Q_{rr}$は1桁から2桁小さく，おおよそ1/100の損失に抑えられる．ハード・スイッチングでも大きな損失を伴わずに高効率を維持できる

Qrrは高周波スイッチング回路の効率と信頼性を左右する重要な因子．SiC MOSFETによってこの損失を抑えられることで，設計の自由度が高まり，電源回路の性能と信頼性が向上する

車載のオンボード・チャージャを構成するPFC回路やLLC共振コンバータなどの高周波駆動が求められるブロックに，SiCやGaNといったワイドバンド・ギャップ半導体が導入されつつある

SiC JFETとSi MOSFETを縦に組み合わせたカスコード構成は，ノーマリ・オン特性を扱いやすくし，ノーマリ・オフのような挙動を可能にする

GaN MOSFETの高速スイッチングを活かすためには寄生インダクタンスを抑えるレイアウトとデッドタイムの管理が重要

SiC（炭化ケイ素）MOSFETは，シリコン（Si）ベースのMOSFETに比べて，同じドリフト層の厚さでも約30?40倍の耐圧が得られる特性をもつ

SiC（炭化ケイ素）は700Vから1200V，さらには1700V以上の高耐圧領域で普及が進んでいる．電気自動車や産業用インバータ向けに開発が進んでいる

現在のGaNは，GaN on Siliconという形で横型のプロセスを採用．電子の流れが基板に対して平行方向に進むため，微細化によるスイッチング速度アップが可能

スーパージャンクションMOSFETは，P柱を利用した電界制御により，ドリフト層の厚みや抵抗を増やすことなく，高耐圧化と低オン抵抗を両立している

パワーMOSFETは縦型プレーナ構造をもち，電流はソース（S）からドレイン（D）へ，シリコン基板の厚み方向に流れる

内蔵基板は2種類．1つはリアルな個別抵抗やキャパシタなどのチップ部品を物理的に埋め込む方式，もう1つは部品機能自体を基板構造の中で再現する方式

ビアの処理は，プリント基板の長期的な信頼性に直結する．中途半端なレジスト被覆は避け，完全な貫通か埋め処理のどちらかに統一すべき

絶縁信頼性の評価には，温湿度環境での加速試験や電圧印加が有効．評価対象となるクーポンの選定や設計構造に応じた層別試験を行うことで，基板全体の絶縁品質を適切に判断できる

「導通性テスト」は，初期検査だけでなく，長期的な安定性を見据えた試験が必要．経年劣化を短期間で再現する熱衝撃試験などの加速試験を行うべき

長期信頼性に直結する樹脂ミアやウィッキング，ボイドなど微細な欠陥はスルーホールの断面からわかる

抵抗値が中途半端な状態や経時変化する現象は，電気検査では検出が難しい．破壊検査によるマイクロレベルの確認が必要

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正しくシミュレーションするためには，デバイス・モデルやPWMパターンの精度や発熱や冷却条件を含めた熱モデルが必要．使いこなすには十分な経験と知識が必要