Tiristores controlados por efeito de campo

Duas tecnologias relativamente recentes projetadas para reduzir os requisitos de “condução” (corrente de gatilho) dos dispositivos tiristores clássicos são o tiristor controlado por MOS e o tiristor controlado por MOS, ou MCT.

Tiristor controlado por MOS

O tiristor controlado por MOS usa um MOSFET para iniciar a condução através do transistor superior (PNP) de uma estrutura de tiristor padrão, acionando assim o dispositivo. Uma vez que um MOSFET requer corrente desprezível para "conduzir" (fazer com que sature), isso torna o tiristor como um todo muito fácil de acionar:(Figura abaixo)





Circuito equivalente a tiristor controlado por MOS

Dado o fato de que os SCRs comuns são muito fáceis de “dirigir” como estão, a vantagem prática de usar um dispositivo ainda mais sensível (um MOSFET) para iniciar o acionamento é discutível. Além disso, colocar um MOSFET na entrada do portão do tiristor torna-o impossível para desligá-lo por um sinal de acionamento reverso. Apenas a queda de corrente baixa pode fazer com que este dispositivo pare de conduzir após ter sido travado.

Tiristor controlado por MOS

Um dispositivo de valor indiscutivelmente maior seria um tiristor totalmente controlável, por meio do qual um pequeno sinal de portão poderia acionar o tiristor e forçá-lo a desligar. Esse dispositivo existe e é chamado de Tiristor controlado por MOS , ou MCT . Ele usa um par de MOSFETs conectados a um terminal de porta comum, um para acionar o tiristor e o outro para “desengatá-lo”.



Circuito equivalente de tiristor controlado por MOS (MCT)

Uma tensão de porta positiva (em relação ao cátodo) liga o MOSFET superior (canal N), permitindo a corrente de base através do transistor superior (PNP), que trava o par de transistores em um estado “ligado”. Quando os dois transistores estiverem totalmente travados, haverá pouca queda de tensão entre o ânodo e o cátodo, e o tiristor permanecerá travado enquanto a corrente controlada exceder o valor mínimo (de retenção) da corrente. No entanto, se uma tensão de porta negativa for aplicada (com relação ao ânodo, que está quase na mesma tensão do cátodo no estado travado), o MOSFET inferior ligará e entrará em "curto" entre a base do transistor inferior (NPN) e terminais emissores, forçando-o a um corte. Assim que o transistor NPN for desligado, o transistor PNP perderá a condução e todo o tiristor será desligado. A tensão do gate tem controle total sobre a condução através do MCT:para ligá-lo e desligá-lo.

Este dispositivo ainda é um tiristor, no entanto. Se a tensão zero for aplicada entre a porta e o cátodo, nenhum MOSFET ligará. Consequentemente, o par de transistores bipolares permanecerá em qualquer estado em que estava (histerese). Assim, um breve pulso positivo para a porta ativa o MCT, um breve pulso negativo força-o a desligar e nenhuma tensão aplicada à porta permite que ele permaneça em qualquer estado em que já esteja. Em essência, o MCT é uma versão travada do IGBT (Transistor bipolar de porta isolada).

REVER:

• Um tiristor controlado por MOS usa um MOSFET de canal N para acionar um tiristor, resultando em um requisito de corrente de porta extremamente baixo.
• Um tiristor controlado por MOS , ou MCT , usa dois MOSFETS para exercer controle total sobre o tiristor. Uma tensão de porta positiva aciona o dispositivo; uma tensão de porta negativa força-o a desligar. A voltagem de zero gate permite que o tiristor permaneça em qualquer estado em que estava anteriormente (desligado ou travado).