Электроника:Полупроводники/Тиристоры/Тиристоры с полевым управлением

Материал из Онлайн справочника
Перейти к навигации Перейти к поиску

Перевод: Макаров В. (valemak) Контакты:</br>* Habr: @vakemak</br>* Сайт: www.valemak.com</br>Перевёл статей: 317.
Проверка/Оформление/Редактирование: Мякишев Е.А.


Тиристоры с полевым управлением[1]

Двумя относительно недавними технологиями, разработанными для снижения требований к «возбуждению» (отпирающему току затвора) классических тиристорных устройств, являются тиристор с МОП-управляющим затвором и МОП-управляемый тиристор.

Тиристор с МОП-управляющим затвором

Тиристор с МОП-управляющим затвором 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» (т.е. его насыщения), это очень упрощает запуск тиристора в целом:

Рис. 1. Эквивалентная схема для тиристора с МОП-управляющим затвором.
Рис. 1. Эквивалентная схема для тиристора с МОП-управляющим затвором.

Учитывая тот факт, что обычные тиристоры и так довольно легко «управляемы», практическое преимущество от использования ещё более чувствительного устройства (полевого МОП-транзистора) для инициирования срабатывания триггера является спорным. Кроме того, размещение полевого МОП-транзистора на входе затвора тиристора делает невозможным его выключение сигналом обратного запуска. Только слабый ток отключения может заставить это устройство перестать проводить после его отпирания.

МОП-управляемый тиристор

МОП-управляемый тиристор, возможно, составляет бо́льшую ценность, поскольку в полностью управляемом тиристоре небольшой сигнал затвора мог бы как запускать тиристор, так и заставлять его отключаться. Такие устройства действительно существуют и обозначаются аббревиатурой MCT (от англ. MOS controlled thyristor). Здесь используется пара полевых МОП-транзисторов, подключённых к общему выводу затвора, один для запуска тиристора, а другой для его «отключения».

Рис. 2. Эквивалентная схема МОП-управляемого тиристора (MCT).
Рис. 2. Эквивалентная схема МОП-управляемого тиристора (MCT).

Положительное напряжение затвора (относительно катода) включает верхний (N-канальный) MOSFET, пропуская базовый ток через верхний (PNP) транзистор, который фиксирует пару транзисторов в состоянии «включено». После того, как оба транзистора полностью отпёрты, между анодом и катодом будет небольшое падение напряжения, и тиристор будет оставаться отпёртым до тех пор, пока контролируемый ток превышает минимальное значение тока (ток удержания). Однако, если приложить (-) напряжение затвора (по отношению к аноду, который находится почти на том же напряжении, что и катод в отпёртом состоянии), нижний полевой МОП-транзистор включится и «закоротит» между базой нижнего (NPN) транзистора и выводом эмиттера, тем самым заставив его отключиться. Как только NPN-транзистор отключается, PNP-транзистор теряет проводимость, и весь тиристор выключается. Напряжение затвора имеет полный контроль над проводимостью через MCT: как для включения, так и для выключения.

Однако по-прежнему это тиристорное устройство. Если между затвором и катодом приложено нулевое напряжение, ни один из полевых МОП-транзисторов не включится. Значит, вследствие гистерезиса, пара биполярных транзисторов останется в своём состоянии, в котором были прежде. Таким образом, короткий положительный импульс на затвор включает MCT, короткий отрицательный импульс вынуждает его отключиться, и никакое приложенное напряжение затвора не позволяет ему оставаться в том состоянии, в котором он уже находится. По сути, MCT является фиксирующей версией IGBT (биполярный транзистор с изолированным затвором).

Итог

См.также

Ссылки на различные партнерские ресурсы

Внешние ссылки