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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器件的较大可关断电流已达到300A,较高阻断电压为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高,通态压降不过是IGBT或GTR的1/3,而开关速度则超过GTR。
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