門極可關斷晶閘管是一種具有自關斷能力和晶閘管特性的晶閘管。如果在陽極加正向電壓時，門極加上正向觸發電流，GTO就導通。在導通的情況下，門極加上足夠大的反向觸發脈衝電流，GTO就由導通轉為阻斷。它的一些性能雖然比絕緣柵雙極電晶體、電力場效應管差，但其具有一般晶閘管的耐高壓、電流容量大以及承受浪涌能力強的優點。因此，GTO已逐步取代了普通晶閘管，成為大、中容量變流裝置中的主要開關器件。
基本介紹
- 中文名：門極可關斷晶閘管
- 外文名：Gate-Turn-Off Thyristor
- 簡稱：極可關斷晶閘管的簡稱
- 類型：晶閘管的一個衍生器件
- 通過：通過門極施加負的脈衝電流
簡介,GTO的結構,GTO與普通晶閘管的不同,GTO的主要參數,門極輔助關斷晶閘管,
簡介
GTO（Gate-Turn-Off Thyristor）是門極可關斷晶閘管的簡稱，他是晶閘管的一個衍生器件。但可以通過門極施加負的脈衝電流使其關斷，他是全控型器件。
GTO的結構
GTO和普通晶閘管一樣，是PNPN四層半導體結構，外部也是引出陽極．陰極和門極。但和普通晶閘管不同的是，GTO是一種多元的功率集成器件。雖然外部同樣引出三個極，但內部包含數十個甚至數百個共陽極的小GTO單元，這些GTO單元的陰極和門極在器件內部並聯，他是為了實現門極控制關斷而設計的。
GTO的內部結構圖和電氣圖形符號GTO的工作原理：
從圖中可知PNP和NPN構成了兩個晶閘管V1 V2分別有共基極電流增益a1和a2。
1.當a1+a2=1時，是器件臨界導通的條件。
2.當a1+a2>1時，是二個電晶體過飽和導通的條件。
3.當a1+a2<1時，是不能維持飽和導通而關斷的條件。
GTO與普通晶閘管的不同
1.在設計器件時使a2較大，這樣電晶體V2控制靈敏，這樣GTO可以很容易關斷。
2.使得a1+a2趨向與1，普通晶閘管a1+a2>=1.15，而GTO的近似為1.05，這樣GTO導通時飽和程度不深，更接近與臨界飽和，為門極可關斷控制提供了有力條件。不利因素，導通是管壓降增大了。
3.集成結構中每個GTO單元的陰極面積小，門極和陰極間的距離大為縮短，使得P2基區的橫向電阻很小，使門極抽出較大的電流成為可能。
4.它比普通晶閘管開通過程快，承受的電壓能力強。
GTO的主要參數
1.最大可關斷陽極電流IATO。
2.電流關斷增益βOff=IATO/IGM。
IGM是門極負脈衝電流最大值 βOff一般只有5左右這是GTO的主要缺點。
3.開通時間Ton 開通時間指延遲時間與上升時間之和.GTO的延遲時間一般為1~2us,上升時間則隨同態陽極電流值的增大而增大。
4.關斷時間Toff 關斷時間指存儲時間與下降時間之和，而不包括尾部時間。GTO的存儲時間則隨陽極電流值的增大而增大，下降時間一般小於2us。
門極輔助關斷晶閘管
門極輔助關斷晶閘管在陽極電流過零反向後的某一時刻門極才加負壓,使器件恢復阻斷的GTO。門極輔助關斷晶閘管通常採用放大門極和陰極短路結構，門、陰極圖形採用高度交叉指狀結構。這種器件的優點是關斷時間短，開通特性好，允許的通態電流上升率和通態電壓上升率較高。它可用來構成斬波器、逆變器等工作頻率較高的電路。
