Vol.26 No.1 高di/dt耐量逆阻止サイリスタ 坂本 洋明＊ 岡本 恭一＊ るスイッチとしてTST06A60の高di/dtサイリスタが配 １．はじめに 置されます。 HID （High Intensity Discharge） ランプは高輝度であ 今回開発した逆阻止型サイリスタTST06A60型は高い るため自動車のライト，オーバヘッド・プロジェクタ等 di/dt耐量特性を得るために，ゲート電極とカソード電 に使用されています。従来のハロゲンランプに比べ太陽 極の対向長を極力長くしサイリスタの初期導通面積が大 光に近く且つ，光量が豊富という特徴から特に自動車用 きくなるパターン構造としました。また，接合のディメ のヘッドライトには安全面からも急速に普及していま ンジョン及び拡散濃度プロファイル等の最適化により， す。 均一なターンオン拡がり特性が得られるように設計しま このランプの点灯用回路には従来は真空管であるスパ ークギャップ方式を採用していました。しかしスパーク ギャップは，構造上寿命が短くオン，オフを繰り返すと 10万回程度で交換する必要がありました。こうした理由 した。 ３．電気的特性 TST06A60型はオフ電圧，逆電圧を有しており，ゲー からHID点灯用デバイスを半導体化し，高寿命で高信頼 ト・カソード間にRGK =100Ωを挿入した条件で600V耐 性とすることが市場から要求されていました。 圧を保証しています。また，同条件下でのdi/dt耐量保 弊社では，このような要求に応えるために，高di/dt 耐量特性を有したTST06A60型逆阻止型のサイリスタを 証値は2000A/μsです。 TST06A60型は逆阻止能力を有しているため，シンプ ルな回路構成でサイリスタをオフさせることが可能で 開発しましたので紹介します。 す。 ２．構造 次にdi/dtの測定回路例を図２に示します。 HIDランプを点灯させるには，点灯回路の二次側の昇 R L 圧トランスに約２万ボルトの高い電圧を発生させる必要 があります。このため一次側のサイリスタは，大きな di/dtで，且つ，高ピーク電流を流します。このように， VDM C この種サイリスタには，高い耐量が要求されます。HID ランプへの応用例を図１に示します。 RGK R 図２ 測定回路 RGK C TST06A60 L 図１ 応用例 図１において，400Vの電圧をコンデンサＣに充電し， そこに蓄えられたエネルギを高効率でトランスＬに伝え 図２の回路において， ＶＤＭ；電源電圧 Ｃ；充・放電用コンデンサ Ｌ；放電回路に含まれるインダクタンス分 Ｒ；充電抵抗 RGK；ゲート・カソード間抵抗 ＲGKとして100Ωをゲート・カソード間に近接した位 置に挿入します。 この抵抗は実際の使用回路においても， 4 Vol.26 No.1 高温時の洩れ電流， 外来ノイズ等による誤点弧を阻止し， 確実にサイリスタを動作させるために必要なものです。 図２の回路で測定したdi／dtの波形を図３に示します。 ５．定格・特性 開発製品TST06A60型の定格・特性を表１に示しま す。 iA 0.5 ITM ■最大定格 項目 記号 条件 繰り返しピークオフ電圧 VDRM RGK=100Ω 繰り返しピーク逆電圧 VRRM RGK=100Ω TC≦100℃ VDM･VRM≦400V RGK=100Ω 繰り返しピークオン電流 ITRM IG≧80mA dig/dt≧0.5Aμs tw≦1.0μs （注1） di/dt≦2000Aμs duty≦0.005% 臨界オン電流上昇率 Ta≦100℃ VDM･VRM≦400V RGK=100Ω オン電流降下率耐量 di/dt IG≧80mA dig/dt≧0.5Aμs ITM≦600A （注1） tw≦1.0μs 50Hz 1分間 フィン無し 動作接合温度範囲 Tjw 保存温度範囲 Tstg ITM VDM vA t 定格値 単位 600 V 600 V 600 A ±2000 A/μs -40∼+125 -40∼+125 ℃ ℃ tW=1.0μs VRM 0.5 ITM di/dt= t 図３ 測定波形 図３の測定波形は，サイリスタがオンする時の電圧・ ■電気的特性 項目 記号 ピーク繰り返しオフ電流 IDRM ピーク繰り返し逆電流 IRRM オン電圧 VTM ゲートトリガ電流 IGT ゲートトリガ電圧 VGT 熱抵抗 Rth(j-c) 電流波形です。 VDM；印加電圧 条件 最小 標準 最大 VDM=VDRM RGK=100Ω Tj=25℃ − − 100 VRM=VRRM RGK=100Ω Tj=25℃ − − 100 ITM=10A Tj=25℃ − − 1.50 VDM=6V RL=10Ω − − 10 RGK=100Ω Tj=25℃ − − 1.0 接合部−ケース間 − − 5 単位 μA μA V mA V ℃/W （注1）測定回路は図２による vA；サイリスタのA−K間電圧波形 表１ TST06A60型 定格・特性 iＡ；サイリスタのアノード電流波形 ITM；アノード電流のピーク値 VRM；サイリスタのオフ時に発生する転流サージ電圧 ４．TST 06A 60型のスイッチング特性波形 写真１にTST06A60型の代表的なスイッチング波形の ６．外観 及び外形 写真２はTST06A60型の外観写真です。 TO-220類似外形で夫々の外部電極にはハンダメッキ が施してあります。図４に外形寸法を示します。 実例を示します。 ■外形図 単位：mm 電極接続 ① カソード ②④アノード ③ ゲート iA vA 質量：約1.45g GND 時間：500ns/DIV, iＡ：100A/DIV.（Tc=25℃） v ：100V/DIV A 写真１ TST 06A60の電圧・電流波形 （代表例） 5 図４ 外形寸法 Vol.26 No.1 ∼∼∼∼∼∼∼∼∼∼∼∼∼∼∼∼∼∼∼∼∼∼∼∼∼ まとめ 高di/dt・高パルス電流制御用サイリスタTST06A60 型は発売以来好評を得ております。外形ではタブ付も用 意してあります。 ＊執筆者紹介 坂本 洋明 Hiroaki Sakamoto 1968年入社 現在，生産本部開発設計部勤務 岡本 恭一 Kyouiti Okamoto 1990年入社 現在，生産本部プロセス技術部勤務 写真２ TST06A60の外観写真 6