可關斷晶閘管(1)

1、精選ppt二、可關斷晶閘管二、可關斷晶閘管 可關斷晶閘管可關斷晶閘管(Gate-Turn-Off Thyristor)(Gate-Turn-Off Thyristor)GTO。它具有普通晶閘管的全部優(yōu)點，如耐壓高，電流大等。同時它又是全控型器件，即在門極正脈沖電流觸發(fā)下導通，在負脈沖電流觸發(fā)下關斷。 1 1、可關斷晶閘管及其工作原理、可關斷晶閘管及其工作原理2 2、可關斷晶閘管的特性與主要參數(shù)、可關斷晶閘管的特性與主要參數(shù)3 3、三、可關斷晶閘管的驅動電路、三、可關斷晶閘管的驅動電路精選ppt （1 1）與普通晶閘管的相同點：）與普通晶閘管的相同點： PNPNPNPN四層半導體結構，四層半導體

2、結構，外部引出陽極、陰極和門極。外部引出陽極、陰極和門極。 （2 2）和普通晶閘管的不同點：）和普通晶閘管的不同點：GTOGTO是一種多元的功率集是一種多元的功率集成器件，內部包含數(shù)十個甚至數(shù)百個共陽極的小成器件，內部包含數(shù)十個甚至數(shù)百個共陽極的小GTOGTO元，元，這些這些GTOGTO元的陰極和門極則在器件內部并聯(lián)在一起。元的陰極和門極則在器件內部并聯(lián)在一起。1 1、可關斷晶閘管的結構、可關斷晶閘管的結構圖圖1.4.1 GTO的內部結構和電氣圖形符號的內部結構和電氣圖形符號 (a) 各單元的陰極、門極間隔排列的圖形各單元的陰極、門極間隔排列的圖形 ( b) 并聯(lián)單元結構斷面示意圖并聯(lián)單元結構

3、斷面示意圖 精選ppt精選ppt 2 2、可關斷晶閘管的工作原理、可關斷晶閘管的工作原理 1 1）GTOGTO的的導通機理導通機理與與SCRSCR是是相同的相同的。GTOGTO一旦導通一旦導通之后，門極信號是可以撤除的之后，門極信號是可以撤除的, , 但在制作時采用特殊的但在制作時采用特殊的工藝使管子導通后處于臨界飽和，以便用門極負脈沖工藝使管子導通后處于臨界飽和，以便用門極負脈沖電流破壞臨界飽和狀態(tài)使其關斷。而普通晶閘管處于電流破壞臨界飽和狀態(tài)使其關斷。而普通晶閘管處于深飽和狀態(tài)。深飽和狀態(tài)。2 2）在）在關斷機理關斷機理上與上與SCRSCR是是不同不同的的。門極加負脈沖即從門極抽。門極加負

4、脈沖即從門極抽出電流出電流( (即抽取飽和導通時儲存即抽取飽和導通時儲存的大量載流子的大量載流子) )，強烈正反饋使，強烈正反饋使器件退出飽和而關斷。器件退出飽和而關斷。 精選ppt3、可關斷晶閘管的主要參數(shù)可關斷晶閘管的主要參數(shù) （1 1）最大可關斷陽極電流）最大可關斷陽極電流I IATOATO: :它是它是GTOGTO的額定電流；的額定電流； （2 2）電流關斷增益）電流關斷增益offoff：GTOGTO的門極可關斷能力可的門極可關斷能力可用電流關斷增益用電流關斷增益offoff來表征，最大可關斷陽極電流來表征，最大可關斷陽極電流I IATOATO與門極負脈沖電流最大值與門極負脈沖電流最大

5、值I IGMGM之比稱為電流關斷增益。之比稱為電流關斷增益。 通常大容量通常大容量GTOGTO的關斷增益很小，不超過的關斷增益很小，不超過3535。這。這正是正是GTOGTO的缺點。一個的缺點。一個1000A1000A的的GTOGTO關斷時門極負脈沖關斷時門極負脈沖電流峰值要電流峰值要200A 200A 。 精選ppt 2 2）使用時必須注意）使用時必須注意 ： 4 4、可關斷晶閘管的應用、可關斷晶閘管的應用 1 1）GTOGTO主要主要用于斬波調速、變頻調速、逆變電源等領用于斬波調速、變頻調速、逆變電源等領域域，顯示出強大的生命力。，顯示出強大的生命力。v 不少不少GTOGTO都制造成逆導型

6、，類似于逆導晶閘管，需承都制造成逆導型，類似于逆導晶閘管，需承受反壓時應和電力二極管串聯(lián)受反壓時應和電力二極管串聯(lián) 。v 用門極正脈沖可使用門極正脈沖可使GTOGTO開通，開通， 用門極負脈沖可以使其用門極負脈沖可以使其關斷，這是關斷，這是GTOGTO最大的優(yōu)點。但要使最大的優(yōu)點。但要使GTOGTO關斷的門極反關斷的門極反向電流比較大，向電流比較大， 約為陽極電流的約為陽極電流的/ /左右。左右。 v GTOGTO的通態(tài)管壓降比較大，的通態(tài)管壓降比較大， 一般為一般為2 23V3V。v GTOGTO有能承受反壓和不能承受反壓兩種類型，有能承受反壓和不能承受反壓兩種類型， 在使用在使用時要特別注

7、意。時要特別注意。精選ppt5 5、GTOGTO的門極驅動電路的門極驅動電路1 1）對）對GTOGTO門極控制信號的要求門極控制信號的要求（1 1）開通控制：要求門極電流脈沖的前沿陡、幅度高、）開通控制：要求門極電流脈沖的前沿陡、幅度高、寬度大及后沿緩。寬度大及后沿緩。（2 2）關斷控制：要求）關斷控制：要求前沿較陡、寬度足夠、前沿較陡、寬度足夠、幅度較高、后沿平緩。幅度較高、后沿平緩。精選ppt）GTOGTO的門極驅動電路的門極驅動電路 ：開通限流；：在：開通限流；：在SCRSCR陽極電流下降期間釋放出儲能，陽極電流下降期間釋放出儲能，補償補償GTOGTO的門極關斷電流，提高了關斷能力。的門

8、極關斷電流，提高了關斷能力。（1 1）電源經使電源經使GTOGTO觸發(fā)導通，電容充電。當關觸發(fā)導通，電容充電。當關斷時，電容放電，反向電流使斷時，電容放電，反向電流使GTOGTO關斷。關斷。 優(yōu)點：簡單可靠；優(yōu)點：簡單可靠； 缺點：無獨立的關斷電源，缺點：無獨立的關斷電源， 其關斷能力有限且不易控制。其關斷能力有限且不易控制。另一方面，電容上必須有另一方面，電容上必須有一定的能量才能使一定的能量才能使GTOGTO關斷，關斷，故觸發(fā)的脈沖必須有一定故觸發(fā)的脈沖必須有一定的寬度。的寬度。精選ppt（2 2）導通：導通：1 1、2 2導通時導通時GTOGTO被觸發(fā)；被觸發(fā)； 關斷：關斷：1 1、2 2關斷和關斷和SCRSCR、SCRSCR導通時導通時GTOGTO門極與陰極間流過負電流而被關斷；門極與陰極間流過負電流而被關斷；l 由于由于GTOGTO的開通和關斷均依的開通和關斷均依賴于一個獨立的電源，故其關賴于一個獨立的電源，故其關斷能力強且可控制，其觸發(fā)脈斷能力強且可控制，其觸發(fā)脈沖可采用窄脈沖；沖可采用窄脈沖；精選ppt （3 3）導通和關斷用兩個）導通和關斷用兩個獨立的電源