パワーMOSFETは並列接続が容易である(2)

パワー・トランジスタの並列接続

　V_BE のばらつきはパワーMOSFETのV_GS のばらつきに対して少ないのですが，図7に示すようにV_CE(sat)は温度上昇に対して負の温度特性（I_C ≦10A）を示します．したがって電流のアンバランスが生じると，任意の素子に電流つまり熱が集中してしまいます．

（図7） パワー・トランジスタのVCE(sat)-IC 特性 (約9Kバイト)

　また，電流アンバランスが生じて接合温度T_jが上がると，V_BE は負の温度係数をもつためV_BE が小さくなります（図8）．もしベース電流用のバイアス電源電圧が低いと，このV_BE の減少がベース電流の増大を招き，さらにコレクタ電流が増加して電流集中が起きることがあります．

（図8） パワー・トランジスタのVBE(sat)-IC 特性 (約8Kバイト)

パワーMOSFETは逆方向にもドレイン電流を流すことができる

　パワーMOSFETは，構造上ソースからドレインに向かって（ドレイン側にカソード）寄生ダイオードがありますが，ゲートを基準に考えるとドレインとソースは構造が対照的です．

　ソースを基準にゲートに正バイアスを加えれば，ドレインの電源電圧V_DD が正であっても負であってもチャネルが開かれるため，両方向とも等しいドレイン−ソース間抵抗値が得られます．図9にパワーMOSFETの逆方向のV_DS−I_D特性を示します．このようにパワーMOSFETのドレイン−ソース間は順方向だけでなく逆方向にも使えます．逆方向に電流が流れるルートには二つあります．一つは寄生ダイオード，もう一つはドレイン−ソース間のチャネルです．

（図9） パワーMOSFETのVDS-IDR 特性 (約9Kバイト)

パワーMOSFETの寄生ダイオードを利用した応用例

　たとえばフル・ブリッジ出力のモータ駆動回路があります．ただしモータの制御方法によっては寄生ダイオードに高速性が求められます．そのときは高速ダイオード内蔵のパワーMOSFETを選びます．

ドレイン−ソース間の逆特性を利用した応用例

　たとえば同期整流方式のDC−DCコンバータがあります．

　パワー・トランジスタも構造的にはベースを基準にコレクタとエミッタが対照的です．しかしベースとエミッタ間，ベースとコレクタ間のh_FE や耐圧などが対照ではありません．たとえば，逆方向のh_FE は0.1〜3とたいへん小さい値です．また，逆方向のV_CEO はV_EBO と等しく約5V程度しかありません．したがってパワー・トランジスタは多くの場合，逆方向には使うことができません．

Copyright　2000　トランジスタ技術編集部　編

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