Veldeffect-gecontroleerde thyristors

Twee relatief recente technologieën die zijn ontworpen om de "aandrijf"-vereisten (gate-trigger-stroom) van klassieke thyristor-apparaten te verminderen, zijn de MOS-gated thyristor en de MOS Controlled Thyristor, of MCT.

MOS-gated thyristor

De MOS-gated thyristor gebruikt een MOSFET om geleiding te initiëren via de bovenste (PNP) transistor van een standaard thyristorstructuur, waardoor het apparaat wordt geactiveerd. Aangezien een MOSFET een verwaarloosbare stroom nodig heeft om te "aandrijven" (verzadigen), maakt dit de thyristor als geheel heel gemakkelijk te activeren:(figuur hieronder)

MOS-gated thyristor-equivalent circuit

Gezien het feit dat gewone SCR's vrij eenvoudig te "rijden" zijn, is het praktische voordeel van het gebruik van een nog gevoeliger apparaat (een MOSFET) om triggering te starten discutabel. Ook maakt het plaatsen van een MOSFET op de gate-ingang van de thyristor het nu onmogelijk om het uit te schakelen door een signaal in omgekeerde richting. Alleen stroomuitval bij lage stroom kan ervoor zorgen dat dit apparaat stopt met geleiden nadat het is vergrendeld.

MOS-gestuurde thyristor

Een apparaat van aantoonbaar grotere waarde zou een volledig regelbare thyristor zijn, waarbij een klein poortsignaal zowel de thyristor zou kunnen activeren als dwingen om uit te schakelen. Zo'n apparaat bestaat en het wordt de MOS-gestuurde thyristor genoemd , of MCT . Het gebruikt een paar MOSFET's die zijn aangesloten op een gemeenschappelijke gate-terminal, één om de thyristor te activeren en de andere om deze te "ont-triggeren".

MOS-gecontroleerde thyristor (MCT) equivalent circuit

Een positieve poortspanning (ten opzichte van de kathode) schakelt de bovenste (N-kanaal) MOSFET in, waardoor basisstroom door de bovenste (PNP) transistor mogelijk wordt, die het transistorpaar in een "aan" -toestand vergrendelt. Zodra beide transistors volledig zijn vergrendeld, zal er weinig spanning vallen tussen anode en kathode, en de thyristor blijft vergrendeld zolang de gecontroleerde stroom de minimale (houd)stroomwaarde overschrijdt. Als er echter een negatieve poortspanning wordt toegepast (met betrekking tot de anode, die bijna dezelfde spanning heeft als de kathode in de vergrendelde toestand), wordt de onderste MOSFET ingeschakeld en "kortgesloten" tussen de basis van de onderste (NPN) transistor en emitterterminals, waardoor deze gedwongen wordt afgesneden te worden. Zodra de NPN-transistor uitvalt, valt de PNP-transistor uit geleiding en wordt de hele thyristor uitgeschakeld. Poortspanning heeft volledige controle over de geleiding via de MCT:om hem aan en uit te zetten.

Dit apparaat is echter nog steeds een thyristor. Als er geen spanning tussen poort en kathode wordt toegepast, wordt geen van beide MOSFET's ingeschakeld. Bijgevolg blijft het bipolaire transistorpaar in de staat waarin het zich het laatst bevond (hysterese). Dus een korte positieve puls naar de poort zet de MCT aan, een korte negatieve puls dwingt hem af, en geen toegepaste poortspanning laat hem in de staat waarin hij zich al bevindt. In wezen is de MCT een vergrendelende versie van de IGBT (Bipolaire transistor met geïsoleerde poort).

BEOORDELING:

• Een MOS-gated thyristor gebruikt een N-kanaals MOSFET om een ​​thyristor te triggeren, wat resulteert in een extreem lage poortstroomvereiste.
• Een MOS-gestuurde thyristor , of MCT , gebruikt twee MOSFETS om volledige controle over de thyristor uit te oefenen. Een positieve poortspanning activeert het apparaat; een negatieve poortspanning dwingt het om uit te schakelen. Met nulpoortspanning kan de thyristor in de staat blijven waarin deze zich eerder bevond (uit of vergrendeld).