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,假如有阳极正向电压,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实行的特别设计
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