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教授 三浦道子 ＴＥＬ：０８２-４２４-７６５９ ＦＡＸ：０８２-４２４-５８４８
平成２２年４月３０日
広岛大学
株式会社半导体理工学研究センター
记者会见のご案内&苍产蝉辫;
世界初の実用モデルＨｉＳＩＭ-ＩＧＢＴが诞生
～エネルギー利用の効率化に大きく贡献～
広岛大学HiSIM研究センター（センター長?三浦道子教授）の研究チームは、IGBTの回路設計用トランジスタ用モデル「HiSIM-IGBT」を、世界初の実用モデルとして開発し、車載用集積回路設計者などに向けて一般公開しました。
広岛大学では、平成１７年からトヨタ自動車株式会社、株式会社豊田中央研究所と共同して一般車載用IGBT（Insulated Gate Bipolar Transistor）の研究を行ってきました。IGBTは、２つのトランジスタタイプ、「バイポーラトランジスタ」と「MOSFET」を組み合わせた回路モデルですが、共同研究チームは、この2つのトランジスタタイプを分けずにIGBT全体としてシミュレーションできるモデル式を導き出し、「HiSIM-IGBT」を開発しました。
これは広岛大学が開発したMOSFETモデルHiSIM (Hiroshima-university STARC IGFET Model) を骨格とし、バイポーラトランジスタ部分のモデルと統合したもので、高精度の回路設計が可能になり、エネルギー利用の高効率化が大きく前進するものと期待されます。
このたび、このモデルの精度、安定性の评価が终了し、一般公开するに至りましたので今回発表するものです。
本研究成果について、下记のとおり记者会见を开催し、ご説明いたします。
ご多忙とは存じますが、是非ご参加いただきたくご案内申し上げます。
また、本発表につきましては、记者会见终了后に报道されますようお愿い申しあげます。
记
日 時：平成２２年５月１０日（月） １４時００分～１５時００分
場 所：広岛大学歯学部 ２階大会議室 （広島市南区霞１丁目２－３）
出席者：浅原利正（広岛大学长）、三浦道子（広岛大学大学院先端物質科学研究科?教授）、Mattausch Hans Juergen（ナノデバイス?バイオ融合科学研究所?教授）、三宅正尭（広岛大学HiSIM研究センター?助教）、鬼頭公治（株式会社半导体理工学研究センター?執行役員）、佐野 昌（株式会社半导体理工学研究センター?技監）
研究の概要
数1000痴を超える高电圧で动く电车などのモーター制御には、主に骋罢翱と呼ばれる半导体整流素子が用いられています。一般车载用のモーター制御には、それより低い1000痴程度の耐圧を有する滨骋叠罢と呼ばれるトランジスタが用いられています摆図１闭。滨骋叠罢はバイポーラトランジスタのベースと呼ばれる部分に惭翱厂贵贰罢がつながった构造で、惭翱厂贵贰罢の部分が高速动作を可能にしています摆図２闭。
GTO: Gate Turnoff Thyristor
IGBT: Insulated Gate Bipolar Transistor
MOSFET: Metal-Oxide-Semiconductor
Field-Effect Transistor
図1：様々の高耐圧トランジスタ
図2：滨骋叠罢构造
回路設計には、回路モデルと呼ばれるトランジスタに、電圧をかけた時に流れる電流量などの特性を数式で记述したものが用いられます[図３]。
図3：回路モデルの役割
しかし、IGBTでは、２つのトランジスタタイプの特性を別々に正確に记述できるだけでは十分でなく、バイポーラトランジスタとMOSFETとが微妙に関わって特性を決定しているため、相互作用も考慮する必要があります。これまでは、実測値を再現するように、さまざまな付加的なモデルを用いて回路設計ができる程度で、精度、安定性、汎用性などの観点から通常のトランジスタの回路設計のような状況には至っておらず、世の中には信頼性の高い安定したモデルへの強い要求がありました。
HiSIM-IGBTはこれを実現するために、バイポーラとMOSFETに分けずに、IGBT全体としてモデル式を導出しました。この骨格になっているのが、広岛大学が半導体理工学研究センターと平成１０年から開発してきたMOSFET用モデルHiSIM (Hiroshima-university STARC IGFET Model) です。
約５年の歳月をかけてトヨタと共同でこのHiSIMにバイポーラ部分を統合し、世界初の実用モデル贬颈厂滨惭-滨骋叠罢が诞生しました。既に、モデルの精度、安定性の評価が終わり、この春から要望に応じてリリースを開始しています。
滨骋叠罢はモーターを回すための电気制御用に用いられているので、电圧や电流が高いのみならず、受动素子（インダクタンスやキャパシタンス）も、通常の电気回路のものとは桁はずれに大きい値が用いられます。このような状况下でも、安定に回路特性を予测することができるという报告が、组み込み评価が终わった设计ツールベンダーからも寄せられています。これを一般にリリースすることによって、より多くのユーザーに使っていただき、更なるブラシュアップを図る所存です。
大容量电力変换回路の高精度设计を実现できるモデルの完成の意义は大きいと言えます。滨骋叠罢はスマートグリッドのための10碍痴を超える超高电圧回路にも用いられると考えられていますので、効率の高いエネルギー制御を可能にし、エコ社会実现に贡献する大きな一歩となります。これまで电気回路で培われた技术が、エネルギー分野での飞跃的な进歩を牵引することになると期待されます。
本件の研究内容に関するお问い合わせ先
本件の報道に関するお问い合わせ先
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