gto是什么器件,为什么要用gto?

如题所述

GTO不是单一的PNPN结构,二是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,在其共同作用下实现关断功能。

晶闸管是一种开关元件,能在高电压、大电流条件下工作,是典型的小电流控制大电流的设备。晶闸管导通条件为:加正向电压且门极有触发电流。下图为晶闸管的符号,结构,等效电路示意。

从晶闸管等效电路看其导通过程:

    触发电流 Ig 形成 T2 的 Ix2 电流,使 T2 导通;

    T2 导通形成的远大于 Ig 的 Ix1 电流,使 T1 导通;

    T1 导通产生的远大于 Ix1 的电流 Ic1,使 Ix1 大大增强;

    上述过程相互作用,这时即使撤销 Ig ,最后最后仍能使T1,T2进入饱和导通状态。

从晶闸管的导通过程看,要使晶闸管退出导通,可有两个途径:一是撤销 A K 间的正向电压;二是在 P2,N2 之间如下图所示施加一个反向电流(电压)。由于在导通状态下,流经N2的电流就是晶闸管的负载(工作)电流,要在上边加一个反向电流,无论从负载的角度,还是触发的角度看,普通晶闸管都是难以实现的。所以,普通晶闸管只能通过触发电流导通,不能通过反向触发关断。

GTO关断晶闸管(Gate-Turn-Off Thyristor)的简称。它具有普通晶闸管的全部优点,如耐压高,电流大等。同时它又是全控型器件,即在门极正脉冲电流触发下导通,在负脉冲电流触发下关断。

GTO与普通晶闸管的相同点在于:都是PNPN四层半导体结构,外部引出阳极,阴极和门极。

GTO与普通晶闸管的不同点在于:GTO是一种多元的功能集成器件,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。下面是 GTO的内部结构和电气图形符号。其中:(a)各单元的阴极、门极间隔排列的图形(b)并联单元结构断面示意图。

GTO实现关断的原理见上面的“关断等效电路”;

实现关断的要点在于:

    通过功能集成使晶闸管导通时处于临界饱和状态,便于退出饱和状态;

    通过功能集成将关断过程分解为多个关断过程的集合(可理解为关断n个小电流的晶闸管)。

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