门极可关断晶闸管(Gate-Turn-Off Thyristor —GTO)是晶闸管的一种派生器件。可以通过在门极施加负的脉冲电流使其关断。门极可关断晶闸管的电压、电流容量较大,与普通晶闸管接近,因而在兆瓦级以上的大功率场合仍有较多的应用。
与普通晶闸管的相同点: PNPN四层半导体结构,外部引出阳极、阴极和门极。
和普通晶闸管的不同点:GTO是一种多元的功率集成器件,内部包含数十个甚至数百个共阳极的小GTO元,这些GTO元的阴极和门极则在器件内部并联在一起。
由P1N1P2和N1P2N2构成的两个晶体管VT1、VT2分别具有共基极电流增益α1和α2。
a1+a2=1是器件临界导通的条件。当a1+a2>1时,两个等效晶体管过饱和而使器件导通;当a1+a2<1时,不能维持饱和导通而关断。
1、抽取饱和导通时储存的大量载流子——储存时间ts,使等效晶体管退出饱和。
2、等效晶体管从饱和区退至放大区,阳极电流逐渐减小——下降时间tf 。
3、残存载流子复合——尾部时间tt 。
4、通常tf比ts小得多,而tt比ts要长。
5、门极负脉冲电流幅值越大,前沿越陡,抽走储存载流子的速度越快,ts越短。
6、门极负脉冲的后沿缓慢衰减,在tt阶段仍保持适当负电压,则可缩短尾部时间 。