MOS 門控晶閘管 ( MOS Controlled Thyristor, MCT）是結合雙極功率晶體管和MOS功率晶體管于一體的功率器件，主要利用兩個 MOS 柵極來控制晶閘管的導通電流以獲得較好的關斷特性。如圖 2-93 (a） 所示，一個 MOS 用來開啟器件，另一個 MOS 用來關斷晶閘管。MCT 不僅提供了雙極技術和MOS 技術的工作特性，同時也為現有功率器件提供了合適的替代方案。MCT 是一種新型復合器件，它結合了晶閘管高功率處理能力以及 MOS 柵控器件的易控制性和高速度。

MCT 采用集成電路工藝制成，圖2-93 （a）所示的是其中的一個單元 (cell)，圖2-93（b）是其等效電路，一個小的 MCT 大約有一萬個單元。由等效電路看出，兩個MOSFET 的柵極與 MCT 的柵極（G）相連。當柵極電壓相對于陰極為正時，nMOSFET 導通，電流從陽極流進 npn 晶體管的基極使器件導通。當器件導通時，陽極的電壓僅略高于陰極電壓，此時若柵極電壓相對于陽極為負則使pMOSFET 導通，電流經由 pMOSFET 直接流至陽極而不經過 pnp 晶體管的射基結，則晶閘管的正反饋因被破壞而關閉。如果功率器件里只有一個用于觸發導通晶閘管的 MOSOFET，而沒有關閉晶閘管的 MOSFET，則此器件稱作 MOS 柵控晶閘管 (MOS Gated Thyristor, MCT)。

MCT 的優點：①電壓高，電流大；②通態壓降小（為 IGBT 的1/3，約1.1V)；③極高的di/dt 和du/dt 耐量 (di/dt=2000A/μs, du/dt = 20000V/μs)；④開關頻率高，功耗低;⑤工作溫度高（200℃以上)；⑥門極驅動電路簡單;⑦器件不因關斷失效而損壞。

雙極 BJT 功率器件具有通過大電流和耐高電壓的能力。大電流注入造成的強電導率調制效應可使 BJT 具有較低的通態電壓，故導通功耗較低。雙極BJT功率器件是少數載流子傳輸器件，具有較長的少數載流子存儲時間，致使器件的開關速度變慢；且由于它們是電流控制器件，匹配的驅動電路相對較復雜。相比之下，MOS 功率器件是多數載流子傳輸的器件，所以開關速度非常快。此外，MOS 功率器件的輸入阻抗是電容式的高阻抗，器件的開關由電壓控制，所以驅動電路的設計及制造很簡單；特別是在低頻下工作時，與雙極 BJT 功率器件比較，會有較快的開關速度。MOS 功率器件具有正電阻率的溫度系數，且由于不存在電導率調制的現象，使得 MOS 功率器件在高電壓下具有較大的導通電阻R??。 MCT 是BJT-MOS 復合器件，在操作上結合了雙極 BJT 功率器件和 MOS功率器件的優點，適用于低頻、高電壓和大功率的應用領域，電壓阻斷能力可達到10kV，但開關瞬變期間所產生的能耗限制了 MCT 結構的最大工作頻率（低于100kHz) .

與GTO 器件的結構相比，MCT 結構的優勢是匹配其 MOS 柵極結構的柵極控制電路較為簡單，且由于分流路徑很短，使 MCT 的陽極電壓在柵極電壓達到負的柵極電源電壓之后能立即開始上升，故關斷過程中的充電時間間隔較短。與IGBT 相比，MCT 的通態電壓降落較小，功率損耗曲線較佳，但缺乏正向偏置的全工作區，故難以取代 IGBT。

審核編輯：劉清