门极可关断晶闸管

GTO和普通晶闸管一样，是PNPN四层半导体结构，外部也是引出阳极.阴极和门极。但和普通晶闸管不同的是，GTO是一种多元的功率集成器件。虽然外部同样引出三个极，但内部包含数十个甚至数百个共阳极的小GTO单元，这些GTO单元的阴极和门极在器件内部并联，他是为了实现门极控制关断而设计的。

GTO的内部结构图和电气图形符号 GTO的工作原理

从图中可知PNP和NPN构成了二个晶闸管V1 V2分别有共基极电流增益a1和a2。

1 当a1+a2=1时，是器件临界导通的条件。

2 当a1+a2>1时，是二个晶体管过饱和导通的条件。

3 当a1+a2<1时，是不能维持饱和导通而关断的条件。

1)在设计器件时使a2较大，这样晶体管V2控制灵敏，这样GTO可以很容易关断。

2)使得a1+a2趋向于1，普通晶闸管的a1+a2>=1.15，而GTO的近似为1.05，这样GTO导通时饱和程度不深，更接近于临界饱和，为门极可关断控制提供了有力条件。不利因素，导通使管压降增大了。

3)集成结构中每个GTO单元的阴极面积小，门极和阴极间的距离大为缩短，使得P2基区的横向电阻很小，使门极抽出较大的电流成为可能。

4)它比普通晶闸管开通过程快，承受的电压能力强。

门极可关断晶闸管是晶闸管的一个衍生器件。但可以通过门极施加负的脉冲电流使其关断，它是全控型器件。

GTO(Gate-Turn-Off Thyristor)是门极可关断晶闸管的简称，他是晶闸管的一个衍生器件。但可以通过门极施加负的脉冲电流使其关断，他是全控型器件。

(1)最大可关断阳极电流IATO

(2)电流关断增益βOff=IATO/IGM

IGM是门极负脉冲电流最大值 βOff一般只有5左右这是GTO的主要缺点

(3)开通时间Ton 开通时间指延迟时间与上升时间之和.GTO的延迟时间一般为1~2us,上升时间则随同态阳极电流值的增大而增大。

(4)关断时间Toff 关断时间指存储时间与下降时间之和，而不包括尾部时间。GTO的存储时间则随阳极电流值的增大而增大，下降时间一般小于2us。

普通晶闸管(SCR)靠门极正信号触发之后，撤掉信号亦能维持通态。欲使之关断，必须切断电源，使正向电流低于维持电流IH，或施以反向电压强近关断。这就需要增加换向电路，不仅使设备的体积重量增大，而且会降低效率，产生波形失真和噪声。

可关断晶闸管(GTO)克服了上述缺陷，它既保留了普通晶闸管耐压高、电流大等优点，又具有自关断能力，因而在使用上比普通晶闸管方便，是理想的高压、大电流开关器件。GTO的容量及使用寿命均超过电力晶体管(GTR)，只是工作频率比GTR低。目前，GTO已达到3000A、4500V的容量。大功率可关断晶闸管已广泛用于斩波调速、变频调速、逆变电源等领域，显示出强大的生命力。

可关断晶闸管的外形，符号如图。