著�v：ドイツ　インフィニオンテクノロジーズ（Infineon Technologies）社　Marc Buschkuhle、Daniel Domes

�B�^の低い��性
1200V/30AのSiC JFETモジュールの出����性を図3に��す。モジュールが順��(sh┫)向であれ、逆��(sh┫)向であれ、ゲート-ソース電圧 VGS = 0V�Z辺ではJFETは完��にオーミックな��性を��している。JFETを逆導通モードで遮��すると（例えばVGS = -19V）、�w�~のボディーダイオードに負荷電流が流れる。これは�_要な��実である。フリーホ��ール��のダイオードを使��しなくても済むからだ。この�T果、モジュールの�C積とコストを�\やさなくて済む。

図3　1200V/30AのSiC JFETモジュールの直流�B�^は低い

もう�kつのメリットは、たとえ負荷電流が逆��(sh┫)向に流れても、JFETのチャンネルを使うことである。��来の�Y��的なダイオードと比べると、オーミック��性が低いことがわかる。

スイッチング��失はもっとも低い
JFETモジュールのスイッチング�S形を図4に��す。nチャンネルMOSFETを接��した直接�~動のJFET�v路構成と比べ、pチャンネルMOSFETを使った�v路構成ではJFETのゲート�~動�v路による寄�撻ぅ鵐瀬�タンスがなく、その�T果ターンオン、ターンオフ応答��性は極めて�]い。

図4　直接�~動JFETモジュールのスイッチング�S形　�R定条�Pは、Tj = 125℃、VDC = 600V、ID = 30A、RGext = 0である。

このスイッチング�S形の図から、ローサイドのJFETとハイサイドのJFETボディーダイオードとの間で転流電流が流れていることがわかる。ターンオン�S形のリカバリ電流に関しては、ドレイン-ソース電圧が低下している間、電流だけが変化している。このため、逆リバース電流の主成分はキャパシティブである。JFETのボデ��ーダイオードの転流は、低��失のショットキダイオードと同様な��性を��していると見なせる。

図5　ハーフブリッジJFETモジュールのダイナミックな��失　Tj = 125℃、RGext = 0の条�Pで�R定

図5では、直接�~動JFETモジュールのスイッチング��失が低いことを��している。ダイオードのテール電流が見られないことからリカバリ��失も見られない。

効率は99%を��えた
SiC JFETモジュールの�eつ��失を��らせる可��性を��すため、22kVAの3相2レベルインバータの����失を���Qしてみた。JFETモジュールの比較����(j┫)として、1200V/7.5AのSiCショットキバリヤダイオード2個と1200V/25Aの高�]HS3-IGBTを��(li│n)�Iした。高�]HS3-IGBT3を600V、30A、Tj = 125℃の条�Pでスイッチングさせた時のターンオンおよびターンオフのエネルギーは、916μJ（マイクロジュール）と1480μJだった。これに�瓦靴�JFETはそれぞれ、490μJと117μJだった。

図6　インバータの����失(実線)と効率(破線)　システムは22kVA、VDC = 600V、Uph = 230V、Iph=31.8A、cosθ = 0.9、Tj = 125℃とした。

図6に��したように、JFETは優れた��性を�eつため、��失はIGBT+SiCショットキの組み合わせと比べ、その35%に��少した。しかも、およそ35kHzのスイッチング周�S数までJFETインバータの効率は99%を��えている。

効率の問��とは別に、JFETモジュールはスイッチング周�S数を高めたパワーエレクトロニクスの設��に理�[的である。コイルやコンデンサなどの�p動����の��積を��らせるため、�j電��密度の達成とシステム����のコストの削��をできるようになる。

まとめ
新しいノーマリオン型SiC JFETベースのEasy1Bブリッジモジュールを提案した。この直接�~動JFET�v路構成では、pチャンネルMOSFETを直�`接��して�W(w┌ng)��する。適切なゲート�~動�v路を�Dり��け、直接�~動JFET�}法は実��的にはノーマリオフ型デバイスとして�Dり扱える。JFETモジュールのスイッチング��失が極めて低いため、��低��失のパワーエレクトロニクス設��ができる。高�]のIGBT＋ショットキダイオードを組み合わせたこれまでの高�]のデバイスと比べてもSiCJFETモジュールはインバータ����の��失を35%に��らすことができる。スイッチング周�S数を35kHzまで�屬欧討盡�率は99%をキープした。

��集室�R）
The article is permitted to translate from "1st SiC JFET Easy1B Module" in Bodo's Power Systems published by A Media, along with a permission of Infineon.