Интегральный затвор-коммутируемый тиристор (IGCT) — это силовой полупроводниковый электронный прибор, используемый для коммутации электрического тока в промышленном оборудовании. Он относится к затвору-запираемому тиристору (GTO) .
Он был совместно разработан Mitsubishi и ABB . [1] Как и тиристор GTO, IGCT является полностью управляемым силовым переключателем, что означает, что его можно включать и выключать с помощью его управляющего терминала (затвора ) . Электроника привода затвора интегрирована с тиристорным устройством. [2]
IGCT — это особый тип тиристора . Он состоит из интеграции затворного блока с пластинчатым устройством Gate Commutated Thyristor (GCT). Тесная интеграция затворного блока с пластинчатым устройством обеспечивает быструю коммутацию тока проводимости от катода к затвору. Пластина похожа на запираемый тиристор (GTO). Они могут включаться и выключаться сигналом затвора и выдерживают более высокие скорости нарастания напряжения (dv/dt), так что для большинства применений не требуется демпфер .
Структура IGCT очень похожа на тиристор GTO. В IGCT ток выключения затвора больше тока анода. Это приводит к полному устранению инжекции неосновных носителей из нижнего PN-перехода и более быстрому времени выключения. Основными отличиями являются уменьшение размера ячейки и гораздо более прочное соединение затвора с гораздо меньшей индуктивностью в цепи управления затвором и соединении цепи управления. Очень высокие токи затвора и быстрый рост dI/dt тока затвора означают, что обычные провода не могут использоваться для подключения привода затвора к IGCT. Печатная плата цепи управления интегрирована в корпус устройства. Цепь управления окружает устройство, и используется большой круглый проводник, прикрепленный к краю IGCT. Большая площадь контакта и короткое расстояние уменьшают как индуктивность, так и сопротивление соединения.
Гораздо более быстрое время выключения IGCT по сравнению с GTO позволяет ему работать на более высоких частотах — до нескольких кГц в течение очень коротких промежутков времени. Однако из-за высоких потерь переключения типичная рабочая частота составляет до 500 Гц.
Кремний, легированный нейтронной трансмутацией, используется в качестве базовой подложки IGCT. [4]
IGCT, в приложениях высокой мощности, чувствительны к космическим лучам. Для уменьшения сбоев, вызванных космическими лучами, требуется большая толщина в n − базе. [4]
IGCT доступны с возможностью обратной блокировки или без нее. Возможность обратной блокировки увеличивает прямое падение напряжения из-за необходимости иметь длинную, низколегированную область P1.
IGCT, способные блокировать обратное напряжение, известны как симметричные IGCT, сокращенно S-IGCT. Обычно номинал обратного блокирующего напряжения и номинал прямого блокирующего напряжения одинаковы. Типичное применение симметричных IGCT — инверторы источника тока.
IGCT, неспособные блокировать обратное напряжение, известны как асимметричные IGCT, сокращенно A-IGCT. Обычно они имеют номинал обратного пробоя в десятки вольт. A-IGCT используются там, где либо параллельно применяется диод обратной проводимости (например, в инверторах источника напряжения), либо там, где обратное напряжение никогда не возникнет (например, в импульсных источниках питания или тяговых прерывателях постоянного тока).
Асимметричные IGCT могут быть изготовлены с диодом обратной проводимости в том же корпусе. Они известны как RC-IGCT, для IGCT обратной проводимости.
Основные области применения — частотно-регулируемые инверторы , приводы, тяговые и быстрые выключатели переменного тока. Несколько IGCT могут быть соединены последовательно или параллельно для более мощных приложений.
{{cite journal}}: Цитировать журнал требует |journal=( помощь ){{cite book}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )