電力変換装置では,各種のパワー半導体デバイスが使用されている。パワー半導体デバイスの定常的な動作に関する記述として,誤っ…

機械 第10問

電力変換装置では,各種のパワー半導体デバイスが使用されている。パワー半導体デバイスの定常的な動作に関する記述として,誤っているものを次の(1)~(5)のうちから一つ選べ。

正答 (2)
正答は (2)。 【誤りの選択肢 (2)】 「その後にゲート電流を取り去っても、順方向の電流に続く逆方向の電流を流すことができる」が誤りです。サイリスタは逆方向の電流を流しません。いったん点弧(ターンオン)したサイリスタは、ゲート電流を取り去っても順方向の電流が流れ続けます。これはサイリスタの重要な性質で、ゲートには自己保持の働きがあるためです。しかし、電流が減って保持電流を下回るか、逆方向の電圧が加わると消弧(ターンオフ)して非導通に戻ります。逆方向には阻止する性質を持つので、逆方向の電流が流れることはありません。逆方向にも電流を流したいときは、サイリスタを逆並列に2個つなぐか、逆並列ダイオードを組み合わせます。
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【正しい選択肢の確認】 (1) ダイオードは、印加される電圧の極性だけで導通と非導通が決まる素子です。 制御端子を持たないので、外から動作の時点を指定することはできません。順方向のときは、回路の電圧と負荷で決まる順電流が流れます。正しい記述です。 (3) パワー金属酸化膜半導体電界効果トランジスタは、 その構造上ボディーダイオード(寄生ダイオード)を内蔵しています。そのため、ゲート電圧を与えていなくても、逆方向の電圧が加われば逆向きの電流が流れます。正しい記述です。これは、外付けの還流ダイオードを省ける長所にもなります。 (4) 絶縁ゲートバイポーラトランジスタは、 順電圧が加わっている状態でゲート電圧を与えるとオンになり、ゲート電圧を取り去るとオフになります。ゲート電圧で導通と非導通を自由に決められる自己消弧形の素子です。サイリスタのような自己保持は行いません。正しい記述です。 (5) 絶縁ゲートバイポーラトランジスタと逆並列ダイオードを 組み合わせた素子では、順方向の電流を流す期間をゲート電圧で決められ、逆方向の電圧が加わったときはゲートの状態にかかわらず逆並列ダイオードに電流が流れます。インバータの主回路で標準的に使われる構成です。正しい記述です。 【素子の整理】  ダイオード     制御できない。電圧の極性だけで決まる。  サイリスタ     オンは制御できるがオフは制御できない(他励式)。  絶縁ゲートバイポーラトランジスタ オンもオフも制御できる(自己消弧形)。  パワー金属酸化膜半導体電界効果トランジスタ 同じく自己消弧形で、             高速だが大電流はやや不得手。

出典:令和5年度下期第三種電気主任技術者 機械科目 問10(一般財団法人 電気技術者試験センター 公表)出典元ページ

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