特集電流ドバッ！電源・パワエレ実験室ダメ実験室① MOSFET のゲート抵抗の最適値山本真義第 1 章で解説したように，電源回路やパワー回路を作るときに目指すべきものは次の 3 点です． Masayoshi Yamamoto 直列抵抗の値を最適化することです．ゲート抵抗が大きすぎると，損失（スイッチング損失）が増して，性能が低下したり素子が異常に発熱したりします．小さ過ぎるとサージ電圧が大きくなったり誤 ON が発生したりして故障や誤動作の原因になるので，大きすぎず小さすぎない値に調整しなければなりません．また，ゲートを駆動する信号のタイミングが適切でないと過電流が流れて， MOSFET が壊れることがあります．本章では，ゲート抵抗値の決め方とその理由を説明します．（1）熱を出さない（2）過電圧，過電流を発生させない（3）ノイズを出さず伝わらせない多くの電源回路やパワー回路には，MOSFET などのパワー・トランジスタがスイッチングしていて，数 A ∼数十 A の大電流を ON/OFF しています．このスイッチング回路部は，熱やノイズ，過電圧，過電流の発生源になっています．まずはこの回路を良好な状態にする必要があります．第 1 歩はゲートの評価対象のパワー MOSFET 実験の準備本章の実験回路を図 1（a）に示します．これをダブル・パルス回路と呼びます．モータ・インバータのような典型的なパワー回路のスイッチング特性（損失）を把握できます．しかも，パ ▶写真 1 パワー MOSFET のスイッチング特性評価に使うダブル・パルス回路基板ゲート抵抗は 0Ω，10Ω，1000Ω の 3 種類用意した VDD ダブル・パルス信号はこの端子から入力 IRF740LC （ビシェイ）ゲート抵抗を0Ω，10Ω， 1000Ωの3種類で測定 100μH VGS Vin （400V） IRF740LC （ビシェイ） RG 時間［s］ 2.5μ∼2.6μ VDS VDS（Tr2） VGS ID ID（Tr2）時間［s］ 0.15 このターン・オフ直前のドレイン電流が10Aになるように調整する（a）実験回路（b）各部の電圧・電流図 1 ゲート抵抗の最適値を求める実験回路（ダブル・パルス回路と呼ぶ）ゲート抵抗変化の影響実験は，ダブル・パルス回路の ON/OFF 時間を設定して 10 A 電流値でのターン・オン / ターン・オフ波形を確認する 2015 年 1 月号 95 イントロダクション第2章元から熱とノイズが一番出やすい大電断たなきゃ流ON/OFFスイッチを最適化！ 1 2 3 4 5 6