IGBTの『伝導度変調』について！

この記事ではIGBTの『伝導度変調』について

などを図を用いて分かりやすく説明しています。

IGBTの『伝導度変調』とは？

IGBTのオン状態において、高抵抗のN^-ドリフト層にP⁺コレクタ層のキャリア(正孔)が注入されることで、N^-ドリフト層の抵抗値が低下します。これを伝導度変調といいます。

伝導度変調により、N^-ドリフト層の抵抗値が大幅に減少するため、IGBTは低オン抵抗を実現しています。

もう少し詳しく説明します。

上図にIGBTの構造を示しています。ここでは、コレクタ(C)側のP層をP⁺コレクタ層、エミッタ(E)側のP層をPエミッタ層と呼びます。

ゲート(G)-エミッタ(E)間およびコレクタ(C)-エミッタ(E)間に正の電圧を印加すると、IGBTがオン状態になります。
IGBT がオンの状態では、P⁺コレクタ層から正孔(ホール)がN^-ドリフト層に注入されます。逆に、N^-ドリフト層から電子がP⁺コレクタ層に注入されます。
N^-ドリフト層の少数キャリアは正孔ですが、P⁺コレクタ層から正孔が注入されることによって、N^-ドリフト層内の正孔が平衡値以上の密度となります。
N^-ドリフト層に正孔がどんどん注入されます。平衡を保つためには、元の数より多くの電子が必要となり、N⁺層からチャネルを介して電子がN^-ドリフト層に注入されます。
すなわち、N^-ドリフト層内の正孔と電子の密度が増加する(キャリア濃度が増加する)ため、導電率が高まります。これを伝導度変調といいます。