可关断晶闸管-EDA365

可关断晶闸管

一种施加适当极性的门极信号，可从通态转换到断态或从断态转换到通态的三端晶闸管。一般用 GTO表示，也可表示为GCS。 GTO是一种较理想的直流开关元件，作开关时，与普通晶闸管相比，最突出的优点是：①能自关断，不需要复杂的换流回路；②工作频率高。缺点是：①同样工作条件下擎住电流大。擎住电流指刚从断态转入通态并切除门极电流之后，能维持通态所需的最小阳极电流。②关断脉冲对功率和负门极电流的上升率要求高。GTO与功率晶体管相比，其优点是：①能实现高压、大电流；②能耐受浪涌电流；③开关时只需瞬态脉冲功率。缺点是门控回路比较复杂。
　　结构和工作原理　GTO有3个引出电极，分别用阳极(A)、阴极(K)、门极(G)表示。正向时，阳极和阴极间加正压，若门极无电压，则GTO阳极电压低于转折电压时不会导通；若门极加正压，则GTO在阳极电压小于转折电压时被门极触发导通(图1b)。GTO的关断是在门极加一定的负压，抽出负电流，使阴极导通区由接近门极的边缘向阴极中心区收缩，可一直收缩到载流子扩散长度的数量级。因为，GTO的阴极条宽度小，抽流时，P2区横向电阻引起的横向压降小于门、阴极的反向击穿电压。此时，由于GTO不能维持内部电流的正反馈，通态电流开始下降，此过程经过一定时间，GTO达到关断。
　　GTO在感应加热调节器、静止变频器、电力机车的电工设备等方面得到广泛应用，其发展方向是高频、高压、大电流。
　　门极辅助关断晶闸管　在阳极电流过零反向后的某一时刻门极才加负压，使器件恢复阻断的GTO。门极辅助关断晶闸管通常采用放大门极和阴极短路结构，门、阴极图形采用高度交叉指状结构。这种器件的优点是关断时间短，开通特性好，允许的通态电流上升率和通态电压上升率较高。它可用来构成斩波器、逆变器等工作频率较高的电路。