Полевые транзисторы с управлением: MOS-затворные и MOS-управляемые тиристоры

Недавние достижения в тиристорной технологии направлены на снижение затворного триггерного тока, требуемого для обычных кремниевых управляемых выпрямителей (SCR). Две заметные инновации — MOS-затворный тиристор (MGT) и MOS-управляемый тиристор (MCT).

MOS-затворный тиристор (MGT)

MGT интегрирует N-канальный MOSFET на затворе стандартного SCR. Пренебрежимо малый затворный ток управления MOSFET (<10 мкА) насыщает верхний (PNP) транзистор, тем самым инициируя проводимость. Общий прибор поэтому требует только несколько миллиампер для срабатывания, значительное улучшение по сравнению с типичными 10–30 мА затворного тока голого SCR.

Эквивалентная схема MOS-затворного тиристора

Поскольку MOSFET затворно-управляем, MGT не может быть выключен обратным триггерным импульсом. Прибор прекратит проводимость только когда затворное управление упадет ниже удерживающего тока. Следовательно, он предлагает ограниченное выключение-контроль по сравнению с обычными SCR.

MOS-управляемый тиристор (MCT)

MCT — полностью управляемый тиристор, использующий пару MOSFET с общим затворным терминалом. Один MOSFET срабатывает прибором, в то время как другой принудительно выключает его.

Эквивалентная схема MOS-управляемого тиристора (MCT)

Положительное затворное напряжение (относительно катода) включает верхний N-канальный MOSFET, позволяя базовому току течь через верхний PNP транзистор и защелкивать пару в включенном состоянии. Прибор остается защелкнутым, пока анодно-катодный ток остается выше удерживающего тока. Когда отрицательное затворное напряжение (относительно анода) приложено, нижний MOSFET проводит, замыкая база-эмиттер нижнего NPN транзистора и принудительно переводя его в запирание. Это действие вытягивает верхний транзистор из проводимости, тем самым выключая весь MCT. При нулевом затворном напряжении ни один MOSFET не проводит, и MCT сохраняет свое последнее состояние — включенное или выключенное — демонстрируя гистерезис.

MCT таким образом можно рассматривать как защелкивающийся IGBT, обеспечивающий полное вкл/выкл управление через затвор.

Обзор:

• MOS-затворный тиристор использует одиночный N-канальный MOSFET для срабатывания тиристора, доставляя экстремально низкие затворно-токовые требования.
• MOS-управляемый тиристор (MCT) включает два MOSFET, позволяя положительное затворное напряжение включать его и отрицательное — принудительно выключать; нулевое напряжение сохраняет предыдущее состояние.