電験三種 平成23年度(2011) 機械 問10 過去問解説

問10 《パワーエレクトロニクス(パワー半導体デバイス)》
半導体電力変換装置では,整流ダイオード,サイリスタ,パワートランジスタ(バイポーラパワートランジスタ),パワーMOSFET,IGBTなどのパワー半導体デバイスがバルブデバイスとして用いられている。 バルブデバイス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。
  1. (1) 整流ダイオードは,n形半導体とp形半導体とによるpn接合で整流を行う。
  2. (2) 逆阻止三端子サイリスタは,ターンオンだけが制御可能なバルブデバイスである。
  3. (3) パワートランジスタは,遮断領域と能動領域とを切り換えて電力スイッチとして使用する。
  4. (4) パワーMOSFETは,主に電圧が低い変換装置において高い周波数でスイッチングする用途に用いられる。
  5. (5) IGBTは,バイポーラとMOSFETとの複合機能デバイスであり,それぞれの長所を併せもつ。
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正解は(3)
解説
【考え方】パワートランジスタをスイッチとして使うときは、遮断領域(オフ)と飽和領域(オン)を切り換えます。 ■1 (3) パワートランジスタ 電流が流れない遮断領域と、十分に流れる飽和領域を切り換えます。 能動領域(電流を少しずつ変える領域)を使うと、損失が大きくなります。 「能動領域」と書いているので、誤りです。 ■2 ほかの選択肢 (1) 整流ダイオードは pn接合で整流します。正しいです。 (2) 逆阻止三端子サイリスタは、オンだけを制御できます。正しいです。 (4) パワーMOSFET は、低い電圧で高い周波数のスイッチングに向きます。正しいです。 (5) IGBT は、バイポーラと MOSFET の長所をあわせもちます。正しいです。 答えは(3)ピヨ。
出典:平成23年度(2011) 第三種電気主任技術者試験(電気技術者試験センター)機械 問10