パワーMOSFETはパワー・トランジスタよりスイッチング速度が速い

　一般的にパワーMOSFETはスイッチング速度が速いことが知られています．しかし同一条件で比較した場合のスピード差はあまり一般的に知られていません．

実験回路

　そこで前出のパワー・トランジスタ2SC3345とパワーMOSFET 2SK2614を使って，スイッチング速度の比較をしてみます．

　測定回路を図3に示します．この図からわかるとおり両者の測定条件はすべて同じです．

（図3） パワーMOSFETとパワー・トランジスタのスイッチング速度の比較実験回路 (約6Kバイト)

電源電圧と負荷電流

　コレクタ電流I_C とドレイン電流I_D をともに10Aとします．また，2SC3345と2SK2614の負荷抵抗R_LT とR_LM をともに3Ωとします．電源電圧は30Vです．

駆動電圧

　2SK2614のカタログを見るとロジック・レベル駆動（4V）を保証しているためV_Gin ＝5Vとします．2SC3345の駆動電圧V_Bin をこれに合わせて，

　　V_Gin ＝V_Bin ＝5［V］

とします．

ベース抵抗R_B

　図4に示す2SC3345のh_FE−I_C 特性からI_C ＝10Aにおける直流電流増幅率h_FE を求めるとh_FE ＝70と読み取れます．この値を使って2SC3345が十分飽和するベース電流I_B を算出すると，

　　I_B ＝＝0.14A

となります．したがってベース抵抗R_B は，

　　R_B ＝＝28［Ω］

　　ただし，

　　V_BE：ベース−エミッタ間電圧［V］

と求まります．ここでV_BE ＝1Vとしました．

　なお，実際の抵抗はE12系列から27Ωを選びました．ゲート抵抗R_G も条件を合わせるために27Ωとします．

（図4） パワー・トランジスタ2SC3345のhFE-IC特性

実験結果

　スイッチング波形を写真1と写真2に示します．

（写真1） パワーMOSFET2SK2614のスイッチング特性 （写真2） パワー・トランジスタ2SC3345スイッチング特性 (約30Kバイト)

　明らかにパワーMOSFET 2SK2614のほうがパワー・トランジスタ2SC3345よりもスイッチング速度が速くなっています．

　以下にそれぞれのターン・オフ時のスイッチング特性を示します．

立ち下がり時間t_f

　パワーMOSFET 2SK2614：170ns

　パワー・トランジスタ2SC3345：241ns

オフ遅延時間t_OFF（＝t_d(OFF)＋t_f）

　パワーMOSFET 2SK2614：355ns

　パワー・トランジスタ2SC3345：667ns

Copyright　2000　トランジスタ技術編集部　編

目次のページに戻る

新刊案内ページに戻る