図解入門 よくわかる最新パワー半導体の基本と仕組み[第2版]

概 要

パワー半導体は、電力の変換を目的とする半導体デバイスです。エアコンの温度調整やパソコンのACアダプターなどに使われる身近な技術ですが、素材の改良などで年々進化しています。本書は、半導体の基礎知識がある人を対象に、パワー半導体を切り口にした半導体の総合的な入門書です。パワー半導体の動作、役割、用途、分類そして材料であるシリコンウェーハやSic、GaNについても解説。また、製造プロセスについても加筆しました。

著者 佐藤淳一
価格 本体1600円(税別)
ISBN 978-4-7980-5477-3
発売日 2018/8/24
判型 A5
ページ数 224
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目次

第1章 パワー半導体の全貌を俯瞰する

1-1 電子部品としての半導体デバイスの位置付け

1-2 半導体デバイスの中でのパワー半導体

1-3 パワー半導体“入ってる?”

1-4 パワー半導体を人体にたとえると?

1-5 トランジスタ構造の違い

第2章 パワー半導体の基本と動作

2-1 半導体の基本と動作

2-2 pn接合の話

2-3 トランジスタの基本と動作

2-4 バイポーラ型の基本と動作

2-5 MOS型の基本と動作

2-6 パワー半導体の歴史を振り返る

2-7 パワーMOSFETの登場

コラム 片面と両面

2-8 バイポーラとMOSの融合体IGBTの登場

2-9 信号の変換との比較

第3章 各種パワー半導体の役割

3-1 一方通行のダイオード

3-2 大電流のバイポーラトランジスタ

3-3 双安定なサイリスタ

3-4 高速動作のパワーMOSFET

3-5 エコ時代のIGBT

3-6 パワー半導体の課題を探る

第4章 パワー半導体の用途と市場

4-1 パワー半導体の市場規模

4-2 電力インフラとパワー半導体

4-3 交通インフラとパワー半導体

4-4 自動車とパワー半導体

4-5 情報・通信とパワー半導体

4-6 家電とパワー半導体

第5章 パワー半導体の分類

5-1 用途で分類したパワー半導体

5-2 材料で分類したパワー半導体

5-3 構造・原理で分類したパワー半導体

5-4 容量で見たパワー半導体

第6章 パワー半導体用シリコンウェーハ

6-1 シリコンウェーハとは?

6-2 シリコンウェーハの作製法の違い

6-3 メモリやロジックと異なるFZ結晶

6-4 なぜFZ結晶が必要か?

6-5 シリコンの限界とは?

第7章 シリコンパワー半導体の発展

7-1 パワー半導体の世代とは?

7-2 IGBTに求められる性能

7-3 パンチスルーとノンパンチスルー

7-4 フィールドストップ型の登場

7-5 IGBT型の発展形を探る

7-6 IPM化が進むパワー半導体

7-7 冷却とパワー半導体

第8章 シリコンの限界に挑むSiCとGaN

8-1 6インチ径も出てきたSiCウェーハ

8-2 SiCのメリットと課題とは?

8-3 実用化が進むSiCインバータ

8-4 GaNウェーハの難しさ―ヘテロエピとは?

8-5 GaNのメリットと課題

8-6 GaNでノーマリーオフへ挑戦!

8-7 ウェーハメーカの動向

コラム 時代は巡る

第9章 パワー半導体プロセスの特徴

9-1 パワー半導体とMOS LSIの違い

9-2 構造の工夫

9-3 エピタキシャル成長を多用

9-4 裏と表からの露光プロセス

コラム アライナーの思い出

9-5 裏面の活性化はどうするのか?

9-6 ウェーハの薄化プロセスとは?

9-7 後工程と前工程との違い

9-8 ダイシングもちょっと異なる

9-9 ダイボンディングの特徴

9-10 ボンディング用のワイヤも太くなる

9-11 封止材料も変化

第10章 パワー半導体が拓くグリーンエネルギー時代

10-1 グリーンエネルギー時代とパワー半導体

10-2 再生可能エネルギーに欠かせないパワー半導体

10-3 スマートグリッドとパワー半導体

10-4 電気自動車(EV)とパワーデバイス

10-5 21世紀型交通インフラとパワー半導体

10-6 期待される横断的テクノロジーとしてのパワー半導体

コラム 素材、キーデバイスの生き残り

10-7 パワー半導体の参入メーカ

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