전계 효과 제어 사이리스터: MOS-게이트 및 MOS-제어 소자

최근 사이리스터 기술 발전은 기존 실리콘 제어 정류기(SCR)에 필요한 게이트 트리거 전류를 낮추는 것을 목표로 합니다. 두 가지 주목할 만한 혁신은 MOS-게이트 사이리스터(MGT)와 MOS-제어 사이리스터(MCT)입니다.

MOS-게이트 사이리스터(MGT)

MGT는 표준 SCR 게이트에 N채널 MOSFET을 통합합니다. MOSFET의 무시할 만한 게이트 드라이브 전류(<10µA)가 상위(PNP) 트랜지스터를 포화시켜 전도를 개시합니다. 전체 소자는 따라서 베어 SCR의 일반적인 10~30mA 게이트 전류 대비 단 몇 밀리암페어만으로 트리거 가능—큰 개선입니다.

MOS-게이트 사이리스터 등가 회로

MOSFET이 게이트 제어식이므로 MGT는 역-트리거링 펄스로 끌 수 없습니다. 소자는 게이트 드라이브가 홀딩 전류 아래로 떨어질 때만 전도 중단. 따라서 기존 SCR 대비 제한된 오프 제어만 제공.

MOS-제어 사이리스터(MCT)

MCT는 공통 게이트 단자를 공유하는 한 쌍의 MOSFET을 사용하는 완전 제어 가능 사이리스터입니다. 하나는 소자를 트리거하고, 다른 하나는 강제 오프시킵니다.

MOS-제어 사이리스터(MCT) 등가 회로

캐소드 대비 양의 게이트 전압이 상위 N채널 MOSFET을 켜, 상위 PNP 트랜지스터를 통해 베이스 전류 흐르게 해 쌍을 온 상태로 래치. 소자는 애노드-캐소드 전류가 홀딩 전류 이상 유지되는 한 래치 상태 지속. 애노드 대비 음의 게이트 전압 인가 시 하위 MOSFET이 전도해 하위 NPN 트랜지스터 베이스-이미터 단락시키고 차단으로 강제. 이 동작이 상위 트랜지스터를 전도에서 끌어내 전체 MCT를 오프시킵니다. 게이트 전압 0에서 어느 MOSFET도 전도하지 않으며, MCT는 이전 상태—온 또는 오프—를 유지해 히스테리시스 나타냄.

MCT는 따라서 완전 온/오프 제어를 게이트로 제공하는 래칭 IGBT로 간주될 수 있습니다.

• MOS-게이트 사이리스터는 단일 N채널 MOSFET으로 사이리스터 트리거, 극도로 낮은 게이트 전류 요구.
• MOS-제어 사이리스터(MCT)는 두 MOSFET 내장, 양 게이트 전압으로 온, 음 전압으로 강제 오프; 0 전압은 이전 상태 보존.