可关断晶闸管.ppt

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1、二、可关断晶闸管可关断晶闸管(Gate-Turn-OffThyristor)简称GTO。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。1、可关断晶闸管及其工作原理2、可关断晶闸管的特性与主要参数3、三、可关断晶闸管的驱动电路（1）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。（2）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。1、可关断晶闸管的结构图1.4.1G

2、TO的内部结构和电气图形符号(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2、可关断晶闸管的工作原理1）GTO的导通机理与SCR是相同的。GTO一旦导通之后，门极信号是可以撤除的,但在制作时采用特殊的工艺使管子导通后处于临界饱和，以便用门极负脉冲电流破坏临界饱和状态使其关断。而普通晶闸管处于深饱和状态。2）在关断机理上与SCR是不同的。门极加负脉冲即从门极抽出电流(即抽取饱和导通时储存的大量载流子)，强烈正反馈使器件退出饱和而关断。3、可关断晶闸管的主要参数（1）最大可关断阳极电流IATO:它是GTO的额定电流；（2）电流关断增益βoff：G

3、TO的门极可关断能力可用电流关断增益βoff来表征，最大可关断阳极电流IATO与门极负脉冲电流最大值IGM之比称为电流关断增益。通常大容量GTO的关断增益很小，不超过3~5。这正是GTO的缺点。一个1000A的GTO关断时门极负脉冲电流峰值要200A。2）使用时必须注意：4、可关断晶闸管的应用1）GTO主要用于斩波调速、变频调速、逆变电源等领域，显示出强大的生命力。不少GTO都制造成逆导型，类似于逆导晶闸管，需承受反压时应和电力二极管串联。用门极正脉冲可使GTO开通，用门极负脉冲可以使其关断，这是GTO最大的优点。但要使GTO关断的门极反向电流比较大，约为阳极电

4、流的１/５左右。GTO的通态管压降比较大，一般为2～3V。GTO有能承受反压和不能承受反压两种类型，在使用时要特别注意。5、GTO的门极驱动电路1）对GTO门极控制信号的要求（1）开通控制：要求门极电流脉冲的前沿陡、幅度高、宽度大及后沿缓。（2）关断控制：要求前沿较陡、宽度足够、幅度较高、后沿平缓。２）GTO的门极驱动电路Ｒ：开通限流；Ｌ：在SCR阳极电流下降期间释放出储能，补偿GTO的门极关断电流，提高了关断能力。（1）电源Ｅ经Ｔ使GTO触发导通，电容Ｃ充电。当Ｔ关断时，电容Ｃ放电，反向电流使GTO关断。优点：简单可靠；缺点：无独立的关断电源，其关断能力有限且

5、不易控制。另一方面，电容Ｃ上必须有一定的能量才能使GTO关断，故触发Ｔ的脉冲必须有一定的宽度。（2）导通：Ｔ1、Ｔ2导通时GTO被触发；关断：Ｔ1、Ｔ2关断和SCR１、SCR２导通时GTO门极与阴极间流过负电流而被关断；由于GTO的开通和关断均依赖于一个独立的电源，故其关断能力强且可控制，其触发脉冲可采用窄脉冲；（3）导通和关断用两个独立的电源，开关元件少，电路简单。（4）对于300A以上的GTO，用此驱动电路可以满足要求。