Рисунок 1 - Управляемый тиристором MOS
MCT является типом силового полупроводникового устройства, которое сочетает в себе возможности тиристорного напряжения и тока с включенным MOS-включением и выключением. Это высокая мощность, высокая частота, низкое падение проводимости и прочное устройство, которое, скорее всего, будет использоваться в будущем для приложений средней и высокой мощности.
Структура поперечного сечения MCT p-типа с его схемой показана на рисунке 1.
MCT имеет тиристорную структуру с тремя переходами и PNPN-слоями между анодом и катодом. В практическом MCT приблизительно 100 000 ячеек, аналогичных показанному, параллельны для достижения желаемого номинального значения.
MCT включается отрицательным импульсом напряжения на затворе относительно анода и отключается импульсом положительного напряжения.
MCT был объявлен Центром R & D General Electric 30 ноября 1988 года.
Harris Semiconductor Corporation разработала два поколения p-MCT. Gen-1 p-MCT доступны с частотой 65 А / 1000 В и 75 А / 600 В с пиковым управляемым током 120 А. Генераторы Gen-2 p-MCT разрабатываются с аналогичными номиналами тока и напряжения с значительно улучшенной возможностью включения и скорость переключения.
Причиной развития p-MCT является то, что плотность тока, которая может быть отключена, в 2 или 3 раза выше, чем плотность n-MCT; но n-MCT - это те, которые необходимы для многих практических приложений.
Преимуществом MCT над IGBT является низкое падение напряжения в прямом направлении. Ожидается, что MCT N-типа будут иметь подобное прямое падение напряжения, но с улучшенной защитой от обратного смещения и скоростью переключения. MCT имеют относительно низкое время переключения и время хранения. MCT способен к высокой плотности тока и блокирующим напряжениям в обоих направлениях.
Поскольку коэффициент усиления мощности MCT чрезвычайно высок, он может управляться непосредственно из логических вентилей. MCT имеет высокий di / dt (порядка 2500 А / мкс) и высокий dv / dt (порядка 20 000 В / мкс).
MCT, благодаря своим превосходным характеристикам, показывает огромную возможность для таких приложений, как двигатели, источники бесперебойного питания, статические компенсаторы VAR и кондиционеры с активной мощностью.
На рисунке 2 показано текущее и будущее силовые полупроводниковые устройства. Высокотемпературная работа и низкое падение напряжения в прямом направлении могут быть достигнуты, если кремний заменить материалом карбида кремния для производства силовых устройств.
Прошлые и будущие направления развития мощных полупроводниковых приборов
Карбид кремния имеет более высокий запрет на разрыв, чем кремний. Следовательно, могут быть разработаны устройства с более высоким напряжением пробоя.
Устройства карбида кремния обладают превосходными коммутационными характеристиками и стабильными напряжениями блокировки при более высоких температурах. Но устройства из карбида кремния все еще находятся на самой ранней стадии разработки.
Ресурс: Марк Нельмс - Университет Оберн