パワー半導体パッケージのドライバソース端子の影響の計算
はじめに
パワーエレクトロニクスを代表的する半導体素子の一つに、SiC MOSFETがあげられる。SiC MOSFETは従来のSiの素子と比べて高速動作ができるため、部品を小型化できることが特長の一つである。高速動作になると、低速では無視できていたインダクタンスの成分[text: L_s\frac{dI}{dt}]が見えてくる。その対応として、ドライバソース端子を備えた製品が発売されている。
ドライバソース端子の効果はインダクタンスの影響を排除するためと説明されている。 一方で、抵抗を特に触れられてはいない。 ここでは、抵抗の影響を無視してよいのかを概算する。
そのため、
と
とどちらが支配的になるかを図示したので報告する。
インダクタンスと抵抗の影響の見積方法
動作条件と寸法
電流 とスイッチング速度
はドライバソース端子を有する下記デバイスの値を用いる。
つまり、
はダイオードの仕様に記載されている
A/usを、電流はID=27Aを計算に用いる。
配線の寸法については、概算で長さをパッケージの約半分で10mmとする。
断面積については、1.2mm x 0.6mmなので簡単のため、直径0.8mmの円柱として計算する。
N-channel SiC power MOSFET SCT3030AR
https://fscdn.rohm.com/en/products/databook/datasheet/discrete/sic/mosfet/sct3030ar-e.pdf
抵抗とインダクタンスの計算
・抵抗の計算
半径、長さ
の円柱の抵抗は下記で計算する。
ここで、 cm は抵抗率、
は長さ、
は円の半径である。
計算すると、0.336 mΩである。
・インダクタンス
半径、長さ
の円柱のインダクタンスは下記で計算する。
計算すると、6.09 nH である。
計算にあたっては、後藤俊夫 他著「電気磁気学」より引用した。
インダクタンスと抵抗の影響の見積結果
抵抗およびインダクタンスに発生する電圧を比較した図を以下に示す。27Aと、di/dt=2500A/us で 9.1mV と 15.2V。この動作条件下では、インダクタンスに発生する電圧のほうが3桁高く、インダクタンスの影響を主として考慮すればよいことが分かった。
いちごジャムを作った
近所のスーパーでイチゴが安売りされていたのでいちごジャムを作ることにしました。 弱火でコトコト煮込みます。
まず、鍋を用意して、ヘタを取ったいちごを入れます。
弱火をかけて少しずつつぶしていきます。
少しずつつぶしていきます。灰汁っぽいのは適当に取り除きます。
50分ぐらいで形がなくなってきたところで砂糖を投入します。
こげないように適宜混ぜて煮詰めていきます。
2時間ぐらいでいい感じに仕上がりました。
パンにつけて食べます。うまい！
調整のし過ぎは良くないかも、という話～ハンチング現象～
はじめに
(製造工程などで)目標値になるように製造条件の調整をすると、かえってばらつきが増えてしまうことがある。 この現象をEXCELでシミュレーションする。
EXCELでのシミュレーション手順
以下に、EXCELでの作成手順を示す。
0. 目標値は「0」でこれを中心に「±1」ばらつくとする。
1. 測定結果をランダムデータとして作成する。
式は「=RAND()*2-1」
2. 目標値との差分から、補正値を決める。
3. 調整した結果の列を作成する
グラフを以下に示す。
これを100回繰り返す。
結果
以下に100回繰り返した結果のグラフを示す。
と同じ程度の値である。
この現象は、ランダムなデータに対して、別のランダムなデータを足しているので、分散の加法性が成立していると解釈できる。
参考文献
品質工学の本で見たはずの話。
雑音指数測定のメモ
はじめに
ここでいう雑音は、増幅器に通したときに付加される雑音のことです。熱雑音とかショット雑音が主であるらしい[要出典]
雑音指数の測定原理
測定器メーカーによる説明へのリンク
雑音指数(Noise Figure)の測定方法
スペクトラム・アナライザの基礎 – 雑音指数
ネットワーク・アナライザによる雑音指数の測定に関するFAQ
ネットワーク・アナライザによる雑音指数の測定に関するFAQ - Technical Support Knowledge Center Open
雑音指数の測定の報告
雑音パラメータと呼ばれるものを測定する報告。雑音はソースのインピーダンスに依存して変化する。その変化の仕方を記述する式がある。その式の中のパラメータを測定する話です。
https://ieeexplore.ieee.org/document/6422439
測定の際に、測定したい部分、いわゆるDUT (Device Under Test) 以外の部分が含まれてしまうのでそれを除去する報告。ディエンベッディング技術と呼ばれる。
https://ieeexplore.ieee.org/document/7046396
不確かさの見積もり。
マイクロ波計測のTIPS的なものへのリンク
マニュアルにない計測技術
－高周波計測におけるノウハウとエチケット－
https://apmc-mwe.org/mwe2017/pdf/tut16/TH2A-0.pdf
2.4 コネクタ接続時に発生する破損事故
2.5 マイクロ波コネクタのコネクタ・ケア
ベクトルネットワークアナライザ計測の基礎と応用
https://apmc-mwe.org/mwe2018/pdf/tut17/TH5A-2.pdf
3.2. 測定の精度と確度を悪化させる要因
RF 測定ガイド
https://mwe-online.apmc-conf.org/wp-content/uploads/2020/10/k_064_07.pdf
7.2 測定系の裸特性の確認
LogMag 表示で見て、ショートまたはオープンのトレースとロードのトレースの差が 10ｄB 以上確保されていれば大丈夫です。
イオン注入のAAポヨ
シリコンにリン(P)を打ち込んでN型半導体にします
リン(P)リン(P)リリン(P) リン(P)リン(P)リリン(P)
リン(P)リン(P)リリン(P) リン(P)リン(P)リリン(P)
P SiSiSiSiSiSiSi
三三三P SiSiSiSiSiSiSi
三三三三三三P SiSiSiSiSiSiSi
SiSiPSiSiSiSiSi
＞＞！！ N型半導体 ！！＜＜
シリコンにボロン(B)を打ち込んだ後、アニールしてP型半導体にします。
加速電圧によりボロンの打ち込み位置が変わることを表現しました。
50keV)
SiSiSiSiSiSiSiSiSi B三
🔥
SiSiSiSiSiSiSiBSi
100keV)
SiSiSiSiSiSiSiSiSi B三三
🔥
SiSiSiSiSiSiBSiSi
200keV)
SiSiSiSiSiSiSiSiSi B三三三三
🔥
SiSiSiSiBSiSiSiSi
Twitterでの投稿
参考文献
Ion implantation in semiconductors—Part I: Range distribution theory and experiments
