MOS栅控晶闸管在超高di/dt应用中的失效分析

摘要

MOS栅控晶闸管(MCT)以其极低的导通压降、简单的栅极驱动电路被广泛应用于脉冲领域.但在超高di/dt条件下进行脉冲放电时,MCT极易因栅氧化层损坏而发生失效.针对MCT在超高di/dt脉冲放电过程中存在的栅极失效问题进行研究,通过仿真和实验分析了di/dt较大的条件下,阴极电感对栅极和阴极之间电势差的影响.研究表明,MCT阴极电感不仅会影响脉冲放电回路的电流峰值及di/dt,还会造成器件阴极电势震荡,使栅极与阴极之间产生极高的电势差,进而造成栅氧化层因过压而损坏.通过分析器件失效机理,建立了脉冲放电过程中栅极与阴极电势差的数学模型.基于该模型,通过减小阴极电感及适当增大栅极串联电阻的方式提高了MCT在脉冲放电过程中的可靠性.