- Điện áp ngược cho phép lớn nhất Ung,max.
b. Khả năng chịu tả
1.2.12. MTO (MOS TURN OFF THYRISTOR)
a. Cấu tạo và chức năng
Linh kiện MTO Thyristor được phát triển bởi hãng SPCO (Silicon Power Coperation) trên cơ sơ cơng nghệ GTO và MOSFET. Chúng khắc phục các nhược điểm của GTO liên quan đến cơng suất mạch kích, mạch bảo vệ và các hạn chế của tham số du/dt. Khơng giống như IGBT tích hợp cấu trúc MOS phủ lên tồn bộ tiết diện bán dẫn, MTO đặt MOSFET trên phiến silicon.
p n+ n p n+ A K G
turn on turn off G turn off K turn on A G Q2 Q 1 A K G turn off turn on
Hình 1.43: Cấu tạo, ký hiệu và sơ đồ tương đương của MTO
Các linh kiện cĩ cấu trúc tương tự thyristor nhưng MTO và GTO thường được sử dụng trong các trường hợp yêu cầu cơng suất lớn nhờ ở khả năng hoạt động như một cơng tắc hai trạng thái lý tưởng cĩ tổn hao thấp ở cả hai trạng thái “on” và “off”.
Cấu trúc MTO gồm bốn lớp và hai cổng điều khiển: một kích đĩng và một kích ngắt. Tại hai cổng này lớp kim loại được ghép trên lớp p.
MTO được kích đĩng bằng xung dịng điện trong khoảng thời gian 5-10s vào cổng turn on G1, tương tự như khi kích GTO. Xung dịng này sẽ cung cấp dịng điện vào lớp đệm của Transistor n-p-n Q1 mà dịng qua collector của nĩ sẽ cung cấp dịng đệm cho transitor n-p-n Q2 và quá trình tái sinh diễn ra sau đĩ tạo thành trạng thái dẫn điện của MTO.
Để ngắt dịng điện qua MTO, cần đưa một xung điện áp khoảng 15V vào cổng “off” G2 tương tự như ngắt MCT. Xung điện áp trên sẽ làm cấu trúc mạch FET dẫn điện, làm nối tắt, mạch emitter và cổng kích transistor n-p-n Q1. Do đĩ làm giảm khẳ năng dẫn lớp emitter và lớp đệm của transistor Q1 và quá trình tái sinh sẽ dừng lại. So với trường hợp GTO phải sử dụng xung dịng âm rất lớn để dập tắt quá trình tái sinh của Transistor Q1, quá trình ngắt dịng của MTO diễn ra nhanh hơn nhiều (1-2s so với 10-20s). MTO tắt dịng với thời gian phục hồi ngắn hơn nhiều so với GTO, do đĩ tổn hao tương ứng là gần như được loại bỏ và đáp ứng nhanh hơn so với GTO
Những ưu điểm trên làm giảm giá thành chế tạo và tăng độ tin cậy khi hoạt động.
b. Khả năng chịu tải
MTO thích hợp cho các truyền động cơng suất lớn, điện áp cao (3kV cho đến 10kV), dịng điện > 4000A, độ sụt áp thấp (thấp hơn nhiều so với IGBT) và cho cơng suất trong phạm vi từ 1 MVA đến 20MVA do khả năng điều khiển đơn giản và chịu được áp khố lớn. MTO cĩ thể được sử dụng trong các thiết bị điều chỉnh cơng suất trong hệ thống điện (FACTS Controller) làm việc trên nguyên lý PWM. Các nguồn điện dự phịng cơng suất lớn (UPS) cũng là một hướng áp dụng của MTO. Khả năng điều khiển cắt nhanh và dễ dàng của MTO làm cho nĩ cĩ thể ứng dụng thuận lợi làm các thiết bị cắt dịng điện DC và dịng điện AC.