第10节 场效应控制晶闸管(修订中)
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旨在降低经典晶闸管 (opens new window)器件的“驱动”(栅极触发电流)要求的两种相对较新的技术是 MOS 门控晶闸管和 MOS 控制晶闸管或 MCT。
# 1. MOS门控晶闸管
MOS 门控晶闸管使用MOSFET (opens new window)通过标准晶闸管结构的上 (PNP) 晶体管启动导通,从而触发器件。由于 MOSFET 需要可忽略不计的电流来“驱动”(使其饱和),这使得整个晶闸管非常容易触发:(下图)

MOS门控晶闸管等效电路
鉴于普通SCR (opens new window)很容易“驱动”,因此使用更灵敏的器件(MOSFET)启动触发的实际优势值得商榷。此外,在晶闸管的栅极输入端放置一个 MOSFET 现在_无法_通过反向触发信号将其关闭。只有低电流压差才能使该器件在被锁存后停止导通。
# 2. MOS控制晶闸管
一个可以说价值更大的设备将是一个完全可控的晶闸管,一个小的栅极信号可以触发晶闸管并迫使它关闭。这样的设备确实存在,它被称为_MOS 控制晶闸管_,或_MCT_。它使用一对连接到公共栅极端子的 MOSFET,一个用于触发晶闸管,另一个用于“取消触发”它。

MOS 控制晶闸管 (MCT) 等效电路
正栅极电压(相对于阴极)开启上部(N 沟道)MOSFET,允许基极电流通过上部(PNP)晶体管,从而将晶体管对锁定在“导通”状态。一旦两个晶体管都完全锁定,阳极和阴极之间的电压降就会很小,只要受控电流超过最小(保持)电流值,晶闸管就会保持锁定状态。但是,如果施加负栅极电压(相对于阳极,其电压与处于锁存状态的阴极几乎相同),则下部 MOSFET 将导通并在下部 (NPN) 晶体管的基极之间“短路”和发射极端子,从而迫使它进入截止状态。一旦NPN三极管截止,PNP三极管就会失去导通,整个晶闸管关断。
不过,该设备仍然是晶闸管。如果在栅极和阴极之间施加零电压,则两个 MOSFET 都不会开启。因此,[双极晶体管](https://www.allaboutcircuits.com/textbook/semiconductors/chpt- 滞后 (opens new window))。因此,一个短暂的正向栅极脉冲打开 MCT,一个短暂的负向脉冲迫使它关闭,并且没有施加的栅极电压让它保持在它已经处于的任何状态。本质上,MCT 是 IGBT 的锁存版本(绝缘栅双极晶体管)。
# 3. 总结
- _MOS 门控晶闸管_使用N 沟道 MOSFET 来触发晶闸管,从而实现极低的栅极电流要求。
- _MOS 控制晶闸管_或_MCT_使用两个 MOSFET 对晶闸管施加完全控制。正栅极电压触发器件;负栅极电压迫使它关闭。零栅极电压允许晶闸管保持在之前的任何状态(关闭或锁定)。
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