可关断晶闸管
Aaron · 2010-08-05 20:53 · 37442 次点击
可关断晶闸管turn-offthyristor
可关断晶闸管
data/attachment/portal/201111/06/150612s3fititag1wfikt5.jpg可关断晶闸管
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一种施加适当极性的门极信号,可从通态转换到断态或从断态转换到通态的三端晶闸管。一般用GTO表示,也可表示为GCS。GTO的符号及正向稳态伏安特性如图1所示。GTO是一种较理想的直流开关元件,作开关时,与普通晶闸管相比,最突出的优点是:①能自关断,不需要复杂的换流回路;②工作频率高。缺点是:①同样工作条件下擎住电流大。擎住电流指刚从断态转入通态并切除门极电流之后,能维持通态所需的最小阳极电流。②关断脉冲对功率和负门极电流的上升率要求高。GTO与功率晶体管相比,其优点是:①能实现高压、大电流;②能耐受浪涌电流;③开关时只需瞬态脉冲功率。缺点是门控回路比较复杂。
结构和工作原理
GTO有3个引出电极(图2),分别用阳极(A)、阴极(K)、门极(G)表示。正向时,阳极和阴极间加正压,若门极无电压,则GTO阳极电压低于转折电压时不会导通;若门极加正压,则GTO在阳极电压小于转折电压时被门极触发导通(图1b)。GTO的关断是在门极加一定的负压,抽出负电流,使阴极导通区由接近门极的边缘向阴极中心区收缩,可一直收缩到载流子扩散长度的数量级。因为,GTO的阴极条宽度小,抽流时,P2区横向电阻引起的横向压降小于门、阴极的反向击穿电压。此时,由于GTO不能维持内部电流的正反馈,通态电流开始下降,此过程经过一定时间,GTO达到关断。
可关断晶闸管GTO在感应加热调节器、静止变频器、电力机车的电工设备等方面得到广泛应用,其发展方向是高频、高压、大电流。
门极辅助关断晶闸管
在阳极电流过零反向后的某一时刻门极才加负压,使器件恢复阻断的GTO。门极辅助关断晶闸管通常采用放大门极和阴极短路结构,门、阴极图形采用高度交叉指状结构。这种器件的优点是关断时间短,开通特性好,允许的通态电流上升率和通态电压上升率较高。它可用来构成斩波器、逆变器等工作频率较高的电路。