IGBTの応用例を教えてください。

IGBTとMOSFETの特性の主な違いは、オン状態での電圧降下とスイッチングスピードです。MOSFETは低電流領域で低いオン抵抗を持ちますが、高耐圧化や高電流領域でこのオン抵抗は増加します。これは、温度上昇やチャネルの飽和、寄生抵抗の影響によるものです。一方、IGBTは高耐圧化しても伝導度変調効果によってオン抵抗が低く、電流密度を高くできます。また、この効果は大電流領域でさらに顕著に表れ、オン抵抗はさらに低下する傾向にあります。
以上のような特性から、IGBTは高耐圧化しても伝導度変調効果によりオン抵抗を低減できるため、高耐圧・大電流用途に適しています。スイッチングスピードに関しては、IGBTはMOSFETに劣ります。このような特長から、IGBTとMOSFETはパワーデバイスとして競合するのではなく、補完関係にあります。高耐圧・大電流用途にはIGBTが、また高速スイッチング用途にはMOSFETが使用されます。

図1にモーター駆動装置の回路例を示します。IGBTはインバーター回路（直流を交流に変換）部分のスイッチング素子として、小型から大型モーター駆動まで幅広く使われています。このインバーターに使用されるIGBTは、エアコンや冷蔵庫などの家電機器、産業用モーター、車載用の主モーター制御などにも使用され、高効率な運用を実現しています。

図2にUPSの回路例を示します。IGBTは主に数kVA以上の中・大容量モデルに使用されています。高効率・省スペース化に貢献しています。

図3にIHの回路例を示します。IHではLC共振現象を利用してゼロ電圧スイッチング（ZVS：Zero Voltage Switching）またはゼロ電流スイッチング（ZCS：Zero Current Switching）を採用しスイッチング損失を小さくしています。ただし、共振電圧や共振電流が大きいためIGBTが多く使用されます。これら回路構成は炊飯器、電子レンジなどにも応用されています。