Etude et mise en œuvre du MCT dans un interrupteur de courant

= Study and implementation of the MCT in a current switch

• Auteur / Autrice : Salma Roubertou
• Direction : Jean-Pierre Chante
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Génie Electrique
• Date : Soutenance en 1996
• Etablissement(s) : Lyon, INSA
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Électronique, électrotechnique, automatique (Lyon)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : CEGELY - Centre de génie électrique de Lyon (Rhône ; 1992-2007)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Thyristors

MOS (électronique)

Résumé

Le MCT (MOS-Controlled Thyristor) fait partie de la famille des composants intégrant la structure MOS et la structure bipolaire. Il trouve son intérêt dans les applications nécessitant de forts courants et de faibles pertes en conduction grâce à sa faible chute de tension à l'état passant. Le travail réalisé porte sur la caractérisation du MCT et sa mise en œuvre dans un relais statique bidirectionnel auto-protégé, permettant le pilotage d'une charge résistive d'une puissance de 3 kW, sous un réseau 50Hz 230Volts. Dans ce type d'application, les mises sous tension des circuits de puissance et de commande se font simultanément Le courant de fuite, la tension de claquage, la chute de tension, le pouvoir de coupure et la tenue en dV/dt du MCT, ont été mesurés et analysés sous influence de la tension de commande et de la température. L'étude montre en particulier que, sous une faible tension de commande, le MCT est très sensible au dV/dt et quelques Volts/µs suffisent pour l'amorcer. Ce type d'amorçage est local et peut entraîner la destruction du composant. Les phénomènes survenant lors de la phase d'amorçage ont été réanalysés à l'aide d'un logiciel de simulation. Une réduction de la durée de vie des porteurs permet de désensibiliser le MCT au dV/dt, au détriment de la chute de tension qui fait le point fort de ce composant.

MOS-Controlled Thyristors (MCT) are semiconductor devices, integrating both MOS and bipolar structures. They are considered for power switching applications where high current capability coupled with low conduction lasses are prime requirements. In this study, we characterize the MCT and study its implementation in a self-protected bidirectional static relay, connected with a 3kW resistive load, and under 50Hz 230Volts power supply. In this type of application, power and control circuits are simultaneously switched on. We measure and analyze the following characteristics regarding the influence of the gate control voltage and temperature: leakage current, breakdown voltage, forward drop voltage, turn off and dV/dt capabilities of the MCT. In our study we particularly show that under low gate control voltage, the MCT is very sensitive to dV/dt and a few volts per microsecond are enough to turn it on. Since turn-on occurs locally, this is likely to result in the destruction of the device. Moreover, turn-on phenomena were analyzed by mean of simulation. We show that a decrease of carrier lifetime can enlarge the MCT dV/dt capability, but also it leads to an increase in the forward drop voltage, which is the most interesting characteristic of this device.