可关断晶闸管(GTO)的结构

时间:2024-10-30
  1.结构
  可关断晶闸管简称 GTO,它是晶闸管的一种,具有普通晶闸管的全部优点,如耐压髙、电流大等。同时,它又是全控型器件,即在控制极加正脉冲电流使其触发导通,加负脉冲电流使其关断。
  可关断晶闸管在兆瓦级以上的大功率场合应用较多,如用于电力机车的逆变器、大功率直流斩波调速装咒等。

  可关断晶闸管由 PNPN 四层半导体材料构成,三个电极分别为阳极A、阴极K 和控制极 G,其内部结构及图形符号如图 8-28所示。与普通晶闸管的不同点:GTO是一种多元胞的功率集成器件,内部包含数十个甚至数百个共阳极的小GTO元,这些GTO元的阴极和控制极在器件内部并联在一起,使器件的功率可以达到相当大的数值。

东芝 SG 系列门极可关断晶闸管如图8-29(a)所示,ABB 大功率门极可关断晶闸管如图 8-29(b)所示。



  2.特点
  可关断晶闸管具有以下特点:
  (1)可关断晶闸管的控制特性与一般晶闸管不同,控制极表现为一个普通二极管的特即控制极电流1是随正向电压E增大而正值增大,随反向电压增大而负值略微增性,当反向电压 E增大到一定值时,反向电流就突然猛增。大。
  (2)当管子导通较大正向电流(如=2A)时,控制极需加较大反向电压才能将导通的电流关断;当管子导通较小正向电流(如I=0.5A)时,控制极只需加较小的反向电压就能将导通的电流关断。并且关断所需的反向电压或电流,要比触发导通所需的正向电压或电流大。
  (3)可关断晶闸管在关断时,与关断的负载电流大小无关
  (4)可关断晶闸管的正向特性与有无阳极电压和电流有关,一般控制极达到开通电流和开通电压后,管子就被触发导通。
  (5)可关断晶闸管的反向特性与阳极电流大小也有关,当控制极反向电流达到某一数值时,晶闸管关断,随后控制极反向电阻增大,电流迅速减小。
  (6)可关断晶闸管的控制灵敏度较低,与单向晶闸管相比,需要较大的触发电流或电压来进行控制。
  (7)可关断晶闸管的正向耐压较高,约为几百伏,反向耐压相对较低,约为几十伏。
  因此在需要时可串联一个耐压较高的二极管配合使用。
  (8)可关断晶闸管的维持电流较大。

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