门极可断晶闸管(gate turn-off thyristor,GTO)是一种具有自断能力的晶闸管。处于断态时，如果有阳极正向电压，在其门极加上正向触发脉冲电流后，GTO 可由断态转入通态，已处于通态时，门极加上足够大的反向脉冲电流，GTO 由通态转入断态。由于不需用外部电路强迫阳极电流为0而使之关断，仅由门极加脉冲电流去关断它；所以在直流电源供电的DC—DC，DC—AC 变换电路中应用时不必设置强迫关断电路。这就简化了电力变换主电路，提高了工作的可靠性，减少了关断损耗，与SCR 相比还可以提高电力电子变换的最高工作频率。因此，GTO 是一种比较理想的大功率开关器件。 一、结构与工作原理 1、 结构 GTO 是一种PNPN4层结构的半导体器件，其结构、等效电路及图形符号示于图1中。图1中A、G 和 K 分别表示GTO 的阳极、门极和阴极。α1为P1N1P2晶体管的共基极电流放大系数，α2为N2P2N1晶体管的共基极电流放大系数，图1中的箭头表示各自的多数载流子运动方向。通常 α1比α2小，即 P1N1P2晶体管不灵敏，而N2P2N1晶体管灵敏。GTO 导通时器件总的放大系数 α1+α2稍大于1，器件处于临界饱和状态，为用门极负信号去关断阳极电流提供了可能性。 普通晶闸管SCR 也是PNPN4层结构，外部引出阳极、门极和阴极，构成一个单元器件。GTO 称为 GTO 元，它们的门极和阴极分别并联在一起。与SCR 不同，GTO 是一种多元的功率集成器件，这是为便于实现门极控制关断所采取的特殊设计。 GTO 的开通和关断过程与每一个 GTO 元密切相关，但 GTO 元的特性又不等同于整个 GTO 器件的特性，多元集成使 GTO 的开关过程产生了一系列新的问题。 2、 开通原理 由图1（b ）所示的等效电路可以看出，当阳极加正向电压，门极同时加正触发信号时，GTO 导通，其具体过程如图2所示。 显然这是一个正反馈过程。当流入的门极电流 IG 足以使晶体管N2P2N1的发射极电流增加，进而使晶体管P1N1P2的发射极电流也增加时，α1和 α2增加。当 α1+α2>1之后，两个晶体管均饱和导通，GTO 则完成了导通过程。可见，GTO 开通的必要条件是 α1+α2>1， （1） 此时注入门极的电流 IG=[1-（α1+α2）IA]/ α2 （2） 式中，IA— — GTO 的阳极电流； IG— — GTO 的门极电流。 由式（2）可知，当 GTO 门极注入正的电流 IG 但尚不满足开通条件时，虽有正反馈作用，但器件仍不会饱和导通。这是因为门极电流不够大，不满足 α1+α2>1的 条 件...
