快速GTO(门极可关断晶闸管—可控硅)主要参数及互换演示教学
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变流技术晶闸管PPT课件
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说明
从关断到导通
1、阳极电位高于是阴极电位 2、控制极有足够的正向电压和电流
两者缺一不可
维持导通
1、阳极电位高于阴极电位 2、阳极电流大于维持电流
两者缺一不可
从导通到关断
1、阳极电位低于阴极电位 2、阳极电流小于维持电流
.
任一条件即可
12
第二节 晶闸管的特性
晶闸管阳极与阴极之间的阳极电压Ua与其 阳极电流Ia的关系，简称为晶闸管伏安特性。
任一含有直流分量的电流 波形都有以下几个参数：
1、电流平均值ITa 2、电流的有效值I 3、波形系数Kf
.
24
第2课 半导体变流技术—晶闸管
三、晶闸管的主要参数
2．晶闸管的电流参数 (1)通态平均电流ITa
平均电流Ita 有效值I为
波形系数Kf
.
I = 1.57 ITa
25
第二节 晶闸管的特性
二．晶闸管的电流参数
.
21
第二节 晶闸ITa
决定其允许电流大小的是 温度
影响晶闸管散热的因素：1晶 闸管与散热器接触的紧密程度； 2散热器的大小和冷却方式(自 冷、风冷和水冷等)；3环境温 度和冷却介质的温度等。当这 些情况不同时，晶闸管允许通 过的通态平均电流也不同。
.
22
控制极G的电流消失了，可控硅仍
然能够维持导通状态，由于触发信
号只起触发作用，没有关断功能，
所以这种可控硅是不可关断的。
由于可控硅只有导通和关断两种工
作状态，所以它具有开关特性，这
种特性需要一定的条件才能转化。
.
11
第一节 晶闸管的结构及其工作原理
二、晶闸管的工作原理 晶闸管（可控硅）导通和关断条件
晶闸管及其应用(10)PPT演示文稿
13
电工电子技术
4.输出电压及电流的平均值
1 π
U UοO 1 ππα πα
u2 dt
2U2sintd(t)
1c2osα0.9U2
IO
UO RL
14
电工电子技术
11.2.2 双向晶闸管及其交流调压
双向晶闸管和普通晶闸管一样，也有塑料封装
型、螺栓型和平板压接型等几种不同的结构。塑料
封装型元件的电流容量只有几安培，目前，台灯调
四 A层
半
导
G
体
K
(a) 外形 (b) 符号
A 阳极
三
P1
个
PN
N1
结
P2
GG
控制极
N2
(c) 结构 K 阴极
5
电工电子技术
晶闸管是用硅材料制成的半导体器件，它有三 种结构形式： 螺栓式、平板式和塑料封装式。平板 式又分为风冷平板式和水冷平板式。
K
G V
K A
G
(a )
K G
图 10 -1 G
A 图形 符号
+ _
K EA > 0、EG > 0
电工电子技术
形成正反馈过程
iB2 iG
iC2 2iGiB1
iC1 β1iC2
12iGiB2
在极短时间内使两个 三极管均饱和导通，此 过程称触发导通。
8
晶闸管导电实验
电工电子技术
（1）晶闸管截止时，
若uA>0, uG≤0，晶闸管 仍然 截止；
（2）晶闸管截止时，
2. 晶闸管控制电路(控制极与阴极之间)加正向 电压或正向脉冲(正向触发电压)。
晶闸管导通后，控制极便失去作用。 依靠正反 馈，晶闸管仍可维持导通状态。
电工电子技术
4.输出电压及电流的平均值
1 π
U UοO 1 ππα πα
u2 dt
2U2sintd(t)
1c2osα0.9U2
IO
UO RL
14
电工电子技术
11.2.2 双向晶闸管及其交流调压
双向晶闸管和普通晶闸管一样，也有塑料封装
型、螺栓型和平板压接型等几种不同的结构。塑料
封装型元件的电流容量只有几安培，目前，台灯调
四 A层
半
导
G
体
K
(a) 外形 (b) 符号
A 阳极
三
P1
个
PN
N1
结
P2
GG
控制极
N2
(c) 结构 K 阴极
5
电工电子技术
晶闸管是用硅材料制成的半导体器件，它有三 种结构形式： 螺栓式、平板式和塑料封装式。平板 式又分为风冷平板式和水冷平板式。
K
G V
K A
G
(a )
K G
图 10 -1 G
A 图形 符号
+ _
K EA > 0、EG > 0
电工电子技术
形成正反馈过程
iB2 iG
iC2 2iGiB1
iC1 β1iC2
12iGiB2
在极短时间内使两个 三极管均饱和导通，此 过程称触发导通。
8
晶闸管导电实验
电工电子技术
（1）晶闸管截止时，
若uA>0, uG≤0，晶闸管 仍然 截止；
（2）晶闸管截止时，
2. 晶闸管控制电路(控制极与阴极之间)加正向 电压或正向脉冲(正向触发电压)。
晶闸管导通后，控制极便失去作用。 依靠正反 馈，晶闸管仍可维持导通状态。
门极可关断晶闸管GTO大功率晶体管GTR
(U SB , ISB ) A
称为二次击穿。
IB＞ 0
一次击穿
BUCEO
27
U CE
A点对应的电压USB 和电流ISB称为二次击穿
的临界电压和电流，其
I C 二次击穿 二次击穿
(U SB , ISB ) A
乘积为： PSB=USBISB
IB＞ 0
一次击穿
U CE
称为二次击穿的临界功率。当GTR的基极正偏时，二次击穿的
21
电力三极管的主要特点
▪ 是电流驱动器件，控制基极电流就可控制电力三极管的开通 和关断；
▪ 开关速度较快；
▪ 饱和压降较低；
▪ 有二次击穿现象；
▪ 能控制较大的电流和较高的电压；
▪ 电力三极管由于结构所限其耐压难于超过1500V，现今商品 化的电力三极管的额定电压、电流大都不超过1200V、 800A;
极电流峰值和缓冲电路参数有关，在使用中应 予以注意。
10
2． 关断增益βq
这个参数是用来描述GTO关断能力的。关断增益
βq 为 最 大 可 关 断 阳 极 电 流 IATO 与 门 极 负 电 流 最 大 值
IGM之比，即：
q
I ATO | IGM
|
目前大功率GTO的关断增益为3～5。采用适当的 门极电路，很容易获得上升率较快、幅值足够大的门 极负电流，因此在实际应用中不必追求过高的关断 增益。
GTR属于第二代功率半导体器件，它克服了晶闸管不 能自关断与开关速度慢的缺点。其电气符号与普通晶体 管相同。
GTR是一种双极型大功率高反压晶体管，具有自关断
能力，控制方便，开关时间短，高频特性好，价格低廉。
可用于不停电电源、中频电源和交流电机调速等电力变
12 第5章 GTO解析
●如图6-8所示。 ● GTO 的通态压降 VA 随着阳极通态电流 IA 的增加而增加。 ●结温越高，通态压降增长越快
GTO 第14页
5.2.1.3 安全工作区 1 、正向偏置： GTO 是双稳态开 关器件，在正向偏置即门极加 正触发信号时，没有安全工作 区的问题。 ( 见右图轨迹贴近横纵轴） 2、反向偏置： ●GTO在反向偏置有安全工作区 问题。 ●GTO安全工作区定义：在一定 条件下，GTO能够可靠关断的 阳极电流与阳极电压的轨迹。 图6-9。 ●若条件改变，如驱动电路或缓 冲电路参数改变之后，安全工 作区也改变。
GTO 第7页
●导通过程 浅。
与普通晶闸管一样，只是导通时饱和程度较
●关断过程：门极加负脉冲即从门极抽出电流，形成强烈 正反馈——
IG↓—→Ib2↓—→IK、Ic2↓—→IA、Ic1↓
↑ 当IA和IK的减小使1+2<1时， 器件退出饱和而关断。
GTO 第8页
●GTO的关断条件:
1+ 2 <1
★全控型，可以通过在门极施加负的脉冲电流使其关断。
★ GTO 的电压、电流容量较大，与普通晶闸管接近，水
平4500A/5000V、1000A/9000V。
★ 在兆瓦级以上的大功率场合仍有较多的应用。如电力 有源滤波器、直流输电、静止无功补偿等。
GTO 第3页
GTO 第4页
5.1.1 结构
●与普通晶闸管的相同点： PNPN四层半导体结构，外部
来分析。
●当阳极加正向电压、门极加触发信号时，
GTO导通，具体过程如下：正反馈过程。
● 1+ 2=1是器件临界导通的条件。当 1+ 2>1时，两个
等效晶体管过饱和而使器件导通；当 1+ 2<1时，不能 维持饱和导通而关断。 GTO的掣住电流。
GTO 第14页
5.2.1.3 安全工作区 1 、正向偏置： GTO 是双稳态开 关器件，在正向偏置即门极加 正触发信号时，没有安全工作 区的问题。 ( 见右图轨迹贴近横纵轴） 2、反向偏置： ●GTO在反向偏置有安全工作区 问题。 ●GTO安全工作区定义：在一定 条件下，GTO能够可靠关断的 阳极电流与阳极电压的轨迹。 图6-9。 ●若条件改变，如驱动电路或缓 冲电路参数改变之后，安全工 作区也改变。
GTO 第7页
●导通过程 浅。
与普通晶闸管一样，只是导通时饱和程度较
●关断过程：门极加负脉冲即从门极抽出电流，形成强烈 正反馈——
IG↓—→Ib2↓—→IK、Ic2↓—→IA、Ic1↓
↑ 当IA和IK的减小使1+2<1时， 器件退出饱和而关断。
GTO 第8页
●GTO的关断条件:
1+ 2 <1
★全控型，可以通过在门极施加负的脉冲电流使其关断。
★ GTO 的电压、电流容量较大，与普通晶闸管接近，水
平4500A/5000V、1000A/9000V。
★ 在兆瓦级以上的大功率场合仍有较多的应用。如电力 有源滤波器、直流输电、静止无功补偿等。
GTO 第3页
GTO 第4页
5.1.1 结构
●与普通晶闸管的相同点： PNPN四层半导体结构，外部
来分析。
●当阳极加正向电压、门极加触发信号时，
GTO导通，具体过程如下：正反馈过程。
● 1+ 2=1是器件临界导通的条件。当 1+ 2>1时，两个
等效晶体管过饱和而使器件导通；当 1+ 2<1时，不能 维持饱和导通而关断。 GTO的掣住电流。
可关断晶闸管GTO14 电力晶体管
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 c) 管的结构 d)等效电路 e) 电气图形符号
1.3.1 可关断晶闸管的结构和工作原理
工作原理：
与普通晶闸管一样，可以用图1-7所示的双晶体管模型来
分析。
A
P1
N1
N1
G
P2
P2
N2
A
IA
PNP
V1
G IG
Ic1
Ic2
R
NPN V2 S
称为电流关断增益。
off
I ATO IGM
（1-8）
off一般很小，只有5左右，这是GTO的一个主要缺点。
1000A的GTO关断时门极负脉冲电流峰值要200A 。
1.3.3 可关断晶闸管的主要参数
（5）阳极尖峰电压UP
——
（6） 维持电流IH
——。
（7） 擎住电流IL ——。
（8） 浪涌电流IFSM ——。
典型全控型器件
常用的型全控型器件
门极可关断晶闸管 GTO
P-MOSFET
IGBT单管及模块
1.3 可关断晶闸管(GTO)—全控型
1.3.1 可关断晶闸管的结构与工作原理 1.3.2 可关断晶闸管的基本特性 1.3.3 可关断晶闸管的主要参数 1.3.4 可关断晶闸管的安全工作区 1.3.5 GTO的门极驱动电路
1.3 门极可关断晶闸管(GTO)—全控型
门极可关断晶闸管（Gate-Turn-Off Thyristor —GTO）
晶闸管的一种派生器件。 可以通过在门极施加负的脉冲电流使其关断。 GTO的电压、电流容量较大，与普通晶闸管接近， 因而在兆瓦级以上的大功率场合仍有较多的应用。 目 前 ， GTO 的 容 量 水 平 达 6000A/6000V 、 1000A/9000V ，频率为1kHZ。 DATASHEET
可关断晶闸管
特性
普通单向晶闸管靠控制极信号触发之后，撤掉信号也能维持导通。欲使其关断，必须切断电源或施以反向电 压强行关断。这就需要增加换向电路，不仅使设备的体积、质量增大，而且会降低效率，产生波形失真和噪声， 可关断晶闸管克服了上述缺陷。
当可关断晶闸管阳极和阴极间加正向电压且低于正向转折电压时，若门极无正向电压，则管子不会导通；若 门极加正向电压，则管子被触发导通，导通后的管压降比较大，一般为2～3V。
(2)检测注意事项。检测大功率可关断晶闸管时，可在R×1Ω挡外面串联一节1.5V电池（与表内电池极性顺 向串联），以提高测试电压，使可关断晶闸管触发导通。
3．可关断晶闸管关断能力判别
尽管可关断晶闸管与普通单向晶闸管的触发导通原理相同，但二者的关断原理及关断方式截然不同。这是由 于普通单向晶闸管在导通之后即处于深度饱和状态，而可关断晶闸管在导通后只能达到临界饱和状态。所以，在 可关断晶闸管的门极上加负向触发信号后，通态电流开始下降，使管子不能维持内部电流的正反馈。
由于可关断晶闸管关断时，可在阳极电流下降的同时升高施加的电压（不像普通单向晶闸管关断时在阳极电 流等于零后才能施加电压），因此，可关断晶闸管关断期间功耗较大。另外，因为可关断晶闸管导通压降较大 (2～3V)，门极触发电流较大（20mA左右），所以可关断晶闸管的导通功耗与门极功耗均较普通单向晶闸管 大。
判别电极时，将万用表置R×1Ω挡，检测任意两脚间电阻值。黑表笔接G极、红表笔接K极时为低电阻值，其 他情况下电阻值均为无穷大，由此可判定G极、K极，余下为A极。
2．可关断晶闸管触发导通能力判别
(1)触发导通能力的检测方法。判断可关断晶闸管触发导通能力时，将万用表置R×1Ω挡，黑表笔接A极，红 表笔接K极，测得电阻值为无穷大。同时用黑表笔接触G极（加上正向触发信号），表针向右偏转到低电阻值，说 明晶闸管已导通。黑表笔笔尖离开G极，晶闸管仍维持导通，说明被测管具有触发导通能力。
晶闸管教材 ppt课件
晶闸管教材
1.认识晶闸管的符号 2.了解晶闸管的特性 3.理解晶闸管的运用
2021/2/5
1
复习 二极管
二极管图形符号：
箭头方向表示二 极管正向导通时
电流的方向
用逆止水阀门比喻二极管示意图 （a）正向水流顶开阀门 （b）反向水流压紧阀门
文字符号：VD
2021/2/5
在0.3～0.9之间。 单结晶体管的导通条件是：
单结晶体管等 效电路
UE﹥η UBB + UD (UD为PN结的正向压降)
结论：只要改变UE的大小，就可以控制单结晶体管 的导通与截至。从而获得从RB1输出的脉冲电压。
2021/2/5
22
补充学习二
单结晶体管触发电路
2021/2/5
18
1.5.5 晶闸管的使用注意事项
1、选用晶闸管的额定电压时，应参考实际工作条件下的峰值电 压的大小，并留出一定的余量。
2、选用晶闸管的额定流时，除了考虑通过元件的平均电流外， 还应注意正常工作时导通角的大小、散热通风条件等因素。在工作 中还应注意管壳温度不超过相应电流下的允许值。
15
1.5.4 晶闸管的主要技术参数
1．正向峰值电压（断态重复峰值电压）UDRM 在门控极断路、晶闸管处在正向阻断状态下，且管子
结温为额定值时，允许“重复”加在晶闸管上的正向峰
值电压。而所谓的“重复”是指这个大小的电压重复施
加时晶闸管不会损坏。此参数取正向转折电压的80％，
即UDRM＝0.8 UDSM。普通晶闸管的UDRM的规格从100V到 3000V 分 多 挡 ， 其 中 100V~1000V 每 100V 一 挡 ；
从导通 到关断
1、阳极电位低于阴极电位 2、阳极电流小于维持电流
1.认识晶闸管的符号 2.了解晶闸管的特性 3.理解晶闸管的运用
2021/2/5
1
复习 二极管
二极管图形符号：
箭头方向表示二 极管正向导通时
电流的方向
用逆止水阀门比喻二极管示意图 （a）正向水流顶开阀门 （b）反向水流压紧阀门
文字符号：VD
2021/2/5
在0.3～0.9之间。 单结晶体管的导通条件是：
单结晶体管等 效电路
UE﹥η UBB + UD (UD为PN结的正向压降)
结论：只要改变UE的大小，就可以控制单结晶体管 的导通与截至。从而获得从RB1输出的脉冲电压。
2021/2/5
22
补充学习二
单结晶体管触发电路
2021/2/5
18
1.5.5 晶闸管的使用注意事项
1、选用晶闸管的额定电压时，应参考实际工作条件下的峰值电 压的大小，并留出一定的余量。
2、选用晶闸管的额定流时，除了考虑通过元件的平均电流外， 还应注意正常工作时导通角的大小、散热通风条件等因素。在工作 中还应注意管壳温度不超过相应电流下的允许值。
15
1.5.4 晶闸管的主要技术参数
1．正向峰值电压（断态重复峰值电压）UDRM 在门控极断路、晶闸管处在正向阻断状态下，且管子
结温为额定值时，允许“重复”加在晶闸管上的正向峰
值电压。而所谓的“重复”是指这个大小的电压重复施
加时晶闸管不会损坏。此参数取正向转折电压的80％，
即UDRM＝0.8 UDSM。普通晶闸管的UDRM的规格从100V到 3000V 分 多 挡 ， 其 中 100V~1000V 每 100V 一 挡 ；
从导通 到关断
1、阳极电位低于阴极电位 2、阳极电流小于维持电流
1.3 可关断晶闸管(GTO)、1.4 电力晶体管(GTR)
只有发射结接近正向偏置时，iC才开始上升，在这段时 间内有IB1而几乎无iC，由于发射结和集电结势垒电容效 应，只有势垒电容充电到一定程度，GTR才开始导通， 所以存在延迟时间td。
tr存在原因
发射结进入正偏，此后，正偏不断增大， iC不断上升，BJT接近或进入饱和区。IB1 一方面继续给发射结和集电结势垒电容充 电，另一方面使基区的电荷积累增加，并 且还补充基区复合所消耗的载流子，这就 存在着上升时间tr。
晶闸管的一种派生器件。 可以通过在门极施加负的脉冲电流使其关断。 GTO的电压、电流容量较大，与普通晶闸管接近， 因而在兆瓦级以上的大功率场合仍有较多的应用。 目 前 ， GTO 的 容 量 水 平 达 6000A/6000V 、 1000A/9000V ，频率为1kHZ。 DATASHEET
1.3.1 可关断晶闸管的结构和工作原理
tf存在原因
当Ui变为负值，基极电流变为IB2，但iC不 立即变小，而是当基区的电荷减少一定程 度，IC才开始下降，所以存在存储时间ts。 当发射结由正偏变为反偏，集电结和发射 结电荷区变宽，iC下降较快，这就有下降 时间tf。
结构：
与普通晶闸管的相同 点：
－PNPN四层半导体结
构，外部引出阳极、
a)
阴极和门极。
和普通晶闸管的不同 点：
－ GTO 是 一 种 多 元 的 功率集成器件。
GK
GK G
N2
P2 N2
N1
P1 A
b)
图1-13
C）
d）
e）
图1-13 GTO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 c) 管的结构 d)等效电路 e) 电气图形符号
tr存在原因
发射结进入正偏，此后，正偏不断增大， iC不断上升，BJT接近或进入饱和区。IB1 一方面继续给发射结和集电结势垒电容充 电，另一方面使基区的电荷积累增加，并 且还补充基区复合所消耗的载流子，这就 存在着上升时间tr。
晶闸管的一种派生器件。 可以通过在门极施加负的脉冲电流使其关断。 GTO的电压、电流容量较大，与普通晶闸管接近， 因而在兆瓦级以上的大功率场合仍有较多的应用。 目 前 ， GTO 的 容 量 水 平 达 6000A/6000V 、 1000A/9000V ，频率为1kHZ。 DATASHEET
1.3.1 可关断晶闸管的结构和工作原理
tf存在原因
当Ui变为负值，基极电流变为IB2，但iC不 立即变小，而是当基区的电荷减少一定程 度，IC才开始下降，所以存在存储时间ts。 当发射结由正偏变为反偏，集电结和发射 结电荷区变宽，iC下降较快，这就有下降 时间tf。
结构：
与普通晶闸管的相同 点：
－PNPN四层半导体结
构，外部引出阳极、
a)
阴极和门极。
和普通晶闸管的不同 点：
－ GTO 是 一 种 多 元 的 功率集成器件。
GK
GK G
N2
P2 N2
N1
P1 A
b)
图1-13
C）
d）
e）
图1-13 GTO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 c) 管的结构 d)等效电路 e) 电气图形符号
可关断晶闸管(Gate Turn-off Thyristor, GTO)
可关断晶闸管(Gate Turn-off Thyristor, GTO)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。
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。
第4章 门极可关断晶闸管GTO教材
++
-
13V
C 10 C9
+
C14 VT10
R22
VT11
R23
图4.6 门极驱动电路实例2
4.4
GTO的驱动电路
2.门极驱动电路实例2
在导通控制电路中，
光电隔离
整形
放大
+5V
采用光电耦合器D1的 作用是防止前级电路与 GTO门极电路相互干 扰，并实现不同电平的 转换。
D1 C1 + C2 + RP1
近，因而在兆瓦级以上的大功率场合仍有较多 的应用
4.1
GTO的结构和工作原理
➢ 结构：
• 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。
• 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。
RP2 VT6 R17
R 13
C 12 R14
R20 C13
VD5 R16
R15
R1
VT9 VT8
R 21
++
-
13V
C 0
R22
VT11
R23
成的放大级送至GTO
图4.7 门极驱动电路实例2
门极，从而控制 GTO
的导通与关断。
该电路可以驱动500A /1200V的GTO，用于三 相PWM控制的GTO逆变器。
第4章
门极可关断晶闸管（GTO）
4.1 GTO的结构和工作原理 4.2 GTO的动态特性 4.4 GTO的主要参数 4.4 GTO的驱动
4.1
GTO的结构和工作原理
晶闸管电路经典最新版PPT
正弦半波电流的有效值
触9U发(1电+c或路os和)主反/2电RL路电的电压压波形，管子始终导通。注：此处“反电压”错误。
3）要使晶闸管阻断(截止), 必须切断阳极电源或使阳极
型号及其含义（国产晶闸管）
负载电压平均值为半波时的一倍
3）要使晶闸管阻断(截止), 45U, 晶闸管全导通
u+ T1 RL D2 u–
1) 可在高温下工作；（室温） 2) 加正向导通压降（0.8 ~ 1）V； 3) 反向电压就截止，加正向电压就导通； 4) 额定值可达200A和400V，或更高。
注：它相当于一只开关。
9.2 可控整流电路
半波可控整流电路
半控桥式整流电路
可控
半波可控整流电路
一般为几十mA ~ 一百多mA，其数值与温度成反比，如： 2) 采用交流电源； IC1与IG一起进入T2的基极后再次放大。 2) 当uC=uP, 减小，当IE为0，RB1为几千欧，当IE为20mA左右， 顺向：G “+”,K “-” 当UE=UP时，单结晶体管导通， 2) 在控制极G与阴极K之间加正向电压， 当阳极电压高于转折电压时，元件导通，但这种导通方法 UD为二极管正向压降，约0. 实际上主电路与触发电路只要接在同一电网上可保持同相 晶闸管导通，可以通过很大的电流，而管压降 u– T2 RL D1 u+ 2) 在控制极G与阴极K之间加正向电压， 当 t= t1~ 时(含 t1点)， 因有两个基极，单结晶体管又称 特性与二极管相似，有很小的反 第二基极与发射极之间的电阻为RB2，数值恒定。
较晶闸管（≈1V）小； 3) 基极电流消失或反偏时，晶体管立即截
止（不存在关断问题）； 4) 允许的电流变化率低； 5) 处于导通状态，基极电路功率损耗大； 6) 体积更小，价格更低（比晶闸管）。 达林顿晶体管（200A，500V） 注：复合管，正向导通压降↑，功率损耗↑。
触9U发(1电+c或路os和)主反/2电RL路电的电压压波形，管子始终导通。注：此处“反电压”错误。
3）要使晶闸管阻断(截止), 必须切断阳极电源或使阳极
型号及其含义（国产晶闸管）
负载电压平均值为半波时的一倍
3）要使晶闸管阻断(截止), 45U, 晶闸管全导通
u+ T1 RL D2 u–
1) 可在高温下工作；（室温） 2) 加正向导通压降（0.8 ~ 1）V； 3) 反向电压就截止，加正向电压就导通； 4) 额定值可达200A和400V，或更高。
注：它相当于一只开关。
9.2 可控整流电路
半波可控整流电路
半控桥式整流电路
可控
半波可控整流电路
一般为几十mA ~ 一百多mA，其数值与温度成反比，如： 2) 采用交流电源； IC1与IG一起进入T2的基极后再次放大。 2) 当uC=uP, 减小，当IE为0，RB1为几千欧，当IE为20mA左右， 顺向：G “+”,K “-” 当UE=UP时，单结晶体管导通， 2) 在控制极G与阴极K之间加正向电压， 当阳极电压高于转折电压时，元件导通，但这种导通方法 UD为二极管正向压降，约0. 实际上主电路与触发电路只要接在同一电网上可保持同相 晶闸管导通，可以通过很大的电流，而管压降 u– T2 RL D1 u+ 2) 在控制极G与阴极K之间加正向电压， 当 t= t1~ 时(含 t1点)， 因有两个基极，单结晶体管又称 特性与二极管相似，有很小的反 第二基极与发射极之间的电阻为RB2，数值恒定。
较晶闸管（≈1V）小； 3) 基极电流消失或反偏时，晶体管立即截
止（不存在关断问题）； 4) 允许的电流变化率低； 5) 处于导通状态，基极电路功率损耗大； 6) 体积更小，价格更低（比晶闸管）。 达林顿晶体管（200A，500V） 注：复合管，正向导通压降↑，功率损耗↑。
第六章门极可关断晶闸管(GTO)
减小阳极附近的等离子浓度方法
1）阳极短路。 2）调整阳极附近的掺杂浓度。 3）用原子核照射阳极。 4）阳极使用重金属扩散。 5）GTO管受电子辐射。
6.1.4实际GTO晶闸管的关断
iG
− VG R
T1关断
iG,T2
=
VG (RG + Rp1)
T2关断
iG,T3
=
(RG
VG + Rp1
+ Rp2 )
③驱动电路正向门极触发电流脉冲上升沿越陡，GTO元阳极电 流滞后时间越短，可加速GTO元阳极导电面积扩展，缩短开通 时间。
（2）关断过程
Q+ t
= 1IA
Q− t
=
(1−2 )IK
IG=0
α1 +α2 > 1
Q二次发射
Q+ t
t = 1IA − (1− 2 )IK = (1 + 2 −1)IA
p-base
Q− t
= 2IK − (1−1)IA = (1 + 2 −1)IA
n-base
希望关断晶闸管，必须使基极的过量载流子减少并最终为零。
IK =IA－ IG
新 Q二次发射 t
Q+ t
= 1IA − (1−2 )(IA -IG ) − IG = (1 + 2 −1)IA -2IG
p-base
Q− t
= 2 (IA − IG ) − (1− 1)IA = (1 + 2 −1)IA − 2IG
t3c ~ t5：
dv = IL dt CS
t＜t4:
iK
=
iA
−
VG RG
t = t5：vAK = VDC iS + iA = IL