MOS控制晶闸管(MCT),MOS控制晶闸管(MCT)是什么
mos控制晶闸管(mct),mos控制晶闸管(mct)是什么意思
mos栅极控制晶闸管充分地利用晶闸管良好的通态特性、优良的开通和关断特性，可望具有优良的自关断动态特性、非常低的通态电压降和耐高压，成为将来在电力装置和电力系统中有发展前途的高压大功率器件。目前世界上有十几家公司在积极开展对mct的研究。 mos栅控晶闸管主要有三种结构：mos场控晶闸管（mct）、基极电阻控制晶闸管(brt)及射极开关晶闸管(est)。
mct(mos-controlled thyristor)是一种新型mos与双极复合型器件，如图2所示。它采用集成电路工艺，在普通晶闸管结构中制作大量mos器件，通过mos器件的通断来控制晶闸管的导通与关断。mct既具有晶闸管良好的关断和导通特性，又具备mos场效应管输入阻抗高、驱动功率低和开关速度快的优点，克服了晶闸管速度慢、不能自关断和高压mos场效应管导通压降大的不足。所以mct被认为是很有发展前途的新型功率器件。mct器件的最大可关断电流已达到300a，最高阻断电压为3kv，可关断电流密度为325a/cm2，且已试制出由12个mct并联组成的模块。
mct最早由美国ge公司研制，是由mosfet与晶闸管复合而成的新型器件。每个mct器件由成千上万的mct元组成，而每个元又是由一个pnpn晶闸管、一个控制mct导通的mosfet和一个控制mct关断的mosfet组成。mct是一个真正的pnpn器件，这正是其通态电阻远低于其它场效应器件的最主要原因。mct既具备功率mosfet输入阻抗高、驱动功率小、开关速度快的特性，又兼有晶闸管高电压、大电流、低压降的优点。其芯片连续电流密度在各种器件中最高，通态压降不过是igbt或gtr的1/3，而开关速度则超过gtr。
一个mct器件由数以万计的mct元组成，每个元的组成如下：pnpn晶闸管一个（可等效为pnp和npn晶体管各一个），控制mct导通的mosfet（on-fet）和控制mct关断的mosfet（off-fet）各一个。当给栅极加正脉冲电压时，n沟道的on-fet导通，其漏极电流即为pnp晶体管提供了基极电流使其导通，pnp晶体管的集电极电流又为npn晶体管提供了基极电流而使其导通，而npn晶体管的集电极电流又反过来成为pnp晶体管的基极电流，这种正反馈使α1+α2>1，mct导通。
当给栅极加负电压脉冲时，p沟道的off-fet导通，使pnp晶体管的集电极电流大部分经off-fet流向阴极而不注入npn晶体管的基极，因此，npn晶体管的集电极电流(即pnp晶体管的基极电流)减小，这又使得npn晶体管的基极电流减小，这种正反馈使α1+α2<1,mct关断。
mct阻断电压高，通态压降小，驱动功率低，开关速度快。虽然mct目前的容量水平仅为1000v/100a，其通态压降只有igbt或gtr的1/3左右，但其硅片的单位面积连续电流密度在各种器件中是最高的。另外，mct可承受极高的di/dt和du/dt，其值高达2000a/ s 和2000v/ s，这使得保护电路可以简化。其工作结温亦高达150～200℃。已研制出阻断电压达4000v的mct，75a/1000vmct已应用于串联谐振变换器。mct的开关速度超过gtr，开关损耗也小。总之，mct被认为是一种最有发展前途的电力电子器件。随着性能价格比的不断优化，mct将逐渐走入应用领域并有可能取代高压gto，与igbt的竞争亦将在中功率领域展开。
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mos栅极控制晶闸管充分地利用晶闸管良好的通态特性、优良的开通和关断特性，可望具有优良的自关断动态特性、非常低的通态电压降和耐高压，成为将来在电力装置和电力系统中有发展前途的高压大功率器件。目前世界上有十几家公司在积极开展对mct的研究。 mos栅控晶闸管主要有三种结构：mos场控晶闸管（mct）、基极电阻控制晶闸管(brt)及射极开关晶闸管(est)。
mct(mos-controlled thyristor)是一种新型mos与双极复合型器件，如图2所示。它采用集成电路工艺，在普通晶闸管结构中制作大量mos器件，通过mos器件的通断来控制晶闸管的导通与关断。mct既具有晶闸管良好的关断和导通特性，又具备mos场效应管输入阻抗高、驱动功率低和开关速度快的优点，克服了晶闸管速度慢、不能自关断和高压mos场效应管导通压降大的不足。所以mct被认为是很有发展前途的新型功率器件。mct器件的最大可关断电流已达到300a，最高阻断电压为3kv，可关断电流密度为325a/cm2，且已试制出由12个mct并联组成的模块。
mct最早由美国ge公司研制，是由mosfet与晶闸管复合而成的新型器件。每个mct器件由成千上万的mct元组成，而每个元又是由一个pnpn晶闸管、一个控制mct导通的mosfet和一个控制mct关断的mosfet组成。mct是一个真正的pnpn器件，这正是其通态电阻远低于其它场效应器件的最主要原因。mct既具备功率mosfet输入阻抗高、驱动功率小、开关速度快的特性，又兼有晶闸管高电压、大电流、低压降的优点。其芯片连续电流密度在各种器件中最高，通态压降不过是igbt或gtr的1/3，而开关速度则超过gtr。
一个mct器件由数以万计的mct元组成，每个元的组成如下：pnpn晶闸管一个（可等效为pnp和npn晶体管各一个），控制mct导通的mosfet（on-fet）和控制mct关断的mosfet（off-fet）各一个。当给栅极加正脉冲电压时，n沟道的on-fet导通，其漏极电流即为pnp晶体管提供了基极电流使其导通，pnp晶体管的集电极电流又为npn晶体管提供了基极电流而使其导通，而npn晶体管的集电极电流又反过来成为pnp晶体管的基极电流，这种正反馈使α1+α2>1，mct导通。
当给栅极加负电压脉冲时，p沟道的off-fet导通，使pnp晶体管的集电极电流大部分经off-fet流向阴极而不注入npn晶体管的基极，因此，npn晶体管的集电极电流(即pnp晶体管的基极电流)减小，这又使得npn晶体管的基极电流减小，这种正反馈使α1+α2<1,mct关断。
mct阻断电压高，通态压降小，驱动功率低，开关速度快。虽然mct目前的容量水平仅为1000v/100a，其通态压降只有igbt或gtr的1/3左右，但其硅片的单位面积连续电流密度在各种器件中是最高的。另外，mct可承受极高的di/dt和du/dt，其值高达2000a/ s 和2000v/ s，这使得保护电路可以简化。其工作结温亦高达150～200℃。已研制出阻断电压达4000v的mct，75a/1000vmct已应用于串联谐振变换器。mct的开关速度超过gtr，开关损耗也小。总之，mct被认为是一种最有发展前途的电力电子器件。随着性能价格比的不断优化，mct将逐渐走入应用领域并有可能取代高压gto，与igbt的竞争亦将在中功率领域展开。
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