Тиристоры с полевым управлением

Две относительно недавние технологии, разработанные для снижения «управляющих» требований (ток триггера затвора) классических тиристорных устройств, - это тиристор с МОП-управлением и тиристор с МОП-управлением, или MCT.

Тиристор с МОП-управлением

МОП-управляемый тиристор использует полевой МОП-транзистор для инициирования проводимости через верхний (PNP) транзистор стандартной тиристорной структуры, тем самым запуская устройство. Поскольку полевой МОП-транзистор требует пренебрежимо малого тока для «возбуждения» (насыщения), это очень упрощает запуск тиристора в целом:(рисунок ниже)

Эквивалентная схема тиристора с МОП-управлением

Учитывая тот факт, что обычные тиристоры довольно легко «управлять», практическое преимущество использования еще более чувствительного устройства (полевого МОП-транзистора) для инициирования срабатывания триггера является спорным. Кроме того, размещение полевого МОП-транзистора на входе затвора тиристора теперь делает его невозможным для выключения сигналом обратного срабатывания. Только отключение при слабом токе может заставить это устройство перестать проводить после фиксации.

Тиристор с МОП-управлением

Устройство, возможно, большей ценности, было бы полностью управляемым тиристором, при этом небольшой сигнал затвора мог бы как запускать тиристор, так и заставлять его отключаться. Такое устройство действительно существует, и оно называется тиристор, управляемый МОП-схемой . , или MCT . В нем используется пара полевых МОП-транзисторов, подключенных к общей клемме затвора, один для запуска тиристора, а другой для его «отключения».

Эквивалентная схема МОП-управляемого тиристора (MCT)

Положительное напряжение затвора (относительно катода) включает верхний (N-канальный) полевой МОП-транзистор, пропуская базовый ток через верхний (PNP) транзистор, который фиксирует пару транзисторов в состоянии «включено». Как только оба транзистора будут полностью заблокированы, между анодом и катодом будет небольшое падение напряжения, и тиристор будет оставаться заблокированным до тех пор, пока контролируемый ток превышает минимальное (удерживающее) значение тока. Однако, если приложено отрицательное напряжение затвора (по отношению к аноду, который находится почти на том же напряжении, что и катод в фиксированном состоянии), нижний полевой МОП-транзистор включится и «закоротит» между базой нижнего (NPN) транзистора. и клеммы эмиттера, заставляя его отключаться. Как только NPN-транзистор отключается, PNP-транзистор теряет проводимость, и весь тиристор выключается. Напряжение затвора имеет полный контроль над проводимостью через MCT:для включения и выключения.

Однако это устройство по-прежнему является тиристорным. Если между затвором и катодом приложено нулевое напряжение, ни один из полевых МОП-транзисторов не включится. Следовательно, пара биполярных транзисторов останется в том состоянии, в котором она была последней (гистерезис). Таким образом, короткий положительный импульс на затвор включает MCT, короткий отрицательный импульс заставляет его выключиться, и никакое приложенное напряжение затвора не позволяет ему оставаться в том состоянии, в котором он уже находится. По сути, MCT представляет собой версию IGBT с фиксацией. (Биполярный транзистор с изолированным затвором)

ОБЗОР:

• Тиристор с МОП-управлением использует N-канальный MOSFET для запуска тиристора, что приводит к чрезвычайно низкому требованию к току затвора.
• Тиристор с МОП-управлением , или MCT , использует два полевых МОП-транзистора для полного управления тиристором. Положительное напряжение затвора запускает устройство; отрицательное напряжение затвора заставляет его выключиться. Нулевое напряжение затвора позволяет тиристору оставаться в том состоянии, в котором он был ранее (выключен или зафиксирован).