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フルSiC／ハイブリッドSiCモジュールとは

フルSiCモジュールとは、スイッチもダイオードもSiCで作ったモジュールです。ハイブリッドSiCモジュールは、スイッチをシリコンのIGBTのまま残し、ダイオードだけをSiCへ替えたものです。 置き換えをどこまで進めるかが両者を分けます。

定義・解説

Section titled “定義・解説”

パワーモジュールの中には、スイッチ素子とダイオードが対で入っています。誘導性の負荷を切った瞬間に電流の行き場が要るため、逆向きに流す経路をダイオードが受け持つからです。

シリコンからSiCへ移るとき、この2つを同時に替える必要はありません。ダイオードだけを先に替える道があり、それがハイブリッドSiCです。富士電機は公式製品ページで、低損失動作のXシリーズ／VシリーズIGBTと、低損失動作のSiC-SBDを組み合わせると述べています。

段階的な置き換えが成り立つのは、ダイオード側に効きどころがあるためです。シリコンのダイオードは導通中に少数キャリアを溜め込みます。逆向きの電圧へ切り替わる瞬間、そのキャリアが抜けるまで逆向きの電流が流れます。これが逆回復で、ダイオード自身の損失であると同時に、その電流を引き受けるスイッチ側の損失にもなります。

SiCのショットキーバリアダイオードは、多数キャリアだけで導通します。溜め込むキャリアがないため逆回復の電流が小さく、ダイオードだけを替えてもスイッチ側の損失まで一緒に下がります。

どこまで置き換えるか
全シリコンSi IGBTSi ダイオード逆回復の電流が大きい基準ハイブリッドSiCSi IGBTSiC-SBD逆回復が小さく、スイッチ側の損失も減る既存のIGBT設計を活かせるフルSiCSiC MOSFETSiC-SBD両側とも多数キャリアだけで動く効果も費用も大きい三菱電機の定格（公式製品ページ）フルSiC 1200V〜1700V／75A〜1200A　　ハイブリッドSiC 1200V／100A〜600A　　HV-SiC 1700V〜3300V／185A〜1200A
ハイブリッドSiCはダイオードだけをSiCへ替えます。逆回復の電流が小さくなるため、スイッチ側の損失も一緒に下がります。フルSiCはスイッチも替え、両側を多数キャリアだけで動かします。

定格帯が示す使われ方

Section titled “定格帯が示す使われ方”

三菱電機は公式製品ページで、フルSiCモジュールを定格電圧1200V〜1700V／定格電流75A〜1200A、ハイブリッドSiCパワーモジュールを1200V／100A〜600A、HV-SiCパワーモジュールを1700V〜3300V／185A〜1200Aと記載しています。

ハイブリッドが1200Vの1点に集まり、電流も600Aまでで止まっているのに対し、フルSiCは電圧も電流も広い範囲に展開しています。同ページには車載SiC/Siモジュール J3シリーズ（750V〜1300V／350A〜800A）も並んでおり、シリコンと組み合わせる構成が車載でも現役であることが分かります。

ハイブリッドは1200Vの1点に集まっています
定格電圧の範囲を、長さで並べていますスイッチもダイオードもSiCシリコンと組み合わせますフルSiC電流 75A〜1200A1200V〜1700VハイブリッドSiC電流 100A〜600A1200Vの1点ですHV-SiC電流 185A〜1200A1700V〜3300V車載SiC/Si J3シリーズ電流 350A〜800A750V〜1300V750V1200V1700V3300Vいずれも三菱電機の公式製品ページに記載された定格です
三菱電機の公式製品ページに記載された定格電圧の範囲を、長さで並べた図です。ハイブリッドSiCが1200Vの1点に集まるのに対し、フルSiCとHV-SiCは広い範囲へ展開しています。車載のJ3シリーズのように、シリコンと組み合わせる構成も並んでいます。

選択は置き換えの度合いと費用の釣り合いで決まります。SiCの素子は面積あたりの費用が高いため、スイッチまで替えるフルSiCは効果も費用も大きくなります。既存のIGBT設計を保ったまま損失を削りたい場合、ダイオードだけの置き換えが現実的な一手になります。

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よくある質問（FAQ）

Section titled “よくある質問（FAQ）”
フルSiCモジュールとは何ですか？

スイッチもダイオードもSiCで作ったモジュールです。三菱電機は公式製品ページで、フルSiCモジュールを定格電圧1200V〜1700V／定格電流75A〜1200Aと記載しています。

ハイブリッドSiCモジュールとは何ですか？

スイッチはシリコンのIGBTのまま、ダイオードだけをSiCへ替えたモジュールです。富士電機は公式製品ページで、低損失動作のXシリーズ／VシリーズIGBTと、低損失動作のSiC-SBDを組み合わせると述べています。

なぜダイオードだけ先に替えるのですか？

ダイオードの逆回復がスイッチング損失の大きな部分を占めるためです。SiCのショットキーバリアダイオードは少数キャリアを溜めないので逆回復の電流が小さく、ダイオードだけの置き換えでも損失が減ります。

逆回復とは何ですか？

順方向に流れていたダイオードが逆向きの電圧に切り替わるとき、内部に溜まったキャリアが抜けるまで逆向きの電流が流れる現象です。この電流はスイッチ側の損失にもなります。

定格帯はどう違いますか？

三菱電機は公式製品ページで、フルSiCモジュールを1200V〜1700V／75A〜1200A、ハイブリッドSiCパワーモジュールを1200V／100A〜600A、HV-SiCパワーモジュールを1700V〜3300V／185A〜1200Aと記載しています。

どちらを選びますか？

置き換えの度合いと費用の釣り合いで決まります。SiCの素子は面積あたりの費用が高いため、スイッチまで替えるフルSiCは効果も費用も大きくなります。ハイブリッドは既存のIGBT設計を活かしたまま損失を削れます。

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出典

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この記事の事実は次の一次資料を根拠とし、各URLの到達可否をこちらで実測しています。したがって、リンク先が移動または消滅した場合は、その旨をこのページへ反映します。

  • 三菱電機「Power Modules」公式製品ページ（2026年8月23日にリンク生存を実測、200）
  • 富士電機「IGBT」公式製品ページ（2026年8月23日にリンク生存を実測、200）
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