什么是门关闭晶闸管及其工作

固态半导体器件就像晶闸管一样不是完全受控的开关。可以这样做的操作,可以这样做,它可以通过栅极端子接通,但是不能使用栅极终端关闭。当晶闸管开关打开时,即使我们拆下栅极脉冲,它也不会关闭。所以没有控制停用晶闸管转变。一旦主电流被中断,则开关将关闭。因此,无论主电源都不会破坏,难以在施加中使用。喜欢DC-AC和DC-DC电路的转换。必须使用昂贵的,以及庞大的通信电路来停用晶闸管。为了克服这个问题,使用GTO(栅极关闭晶闸管)装置。它是一种类似于正常晶闸管的电流控制设备。本文讨论了一个概述门关闭晶闸管


什么是门关闭晶闸管?

GTO术语代表“门关闭晶闸管”。它是双极半导体开关装置,包括三个端子,即阳极,阴极和栅极,如传统的晶闸管。它具有门关闭的容量。该设备用于通过栅极驱动电路打开和关闭主电流供应。下面讨论闸门关闭晶闸管的基础知识。

门关闭晶闸管
门关闭晶闸管

门关闭晶闸管符号如下所示。为了将GTO激活到导通模式,需要小的正栅极电流以及通过栅极端子上的负脉冲;它能够关闭。在下面的图像中,它包括在其上的双箭头,使晶闸管与普通晶闸管区分开来。这些箭头主要指定整个门终端的双向中的电流流。


GTO符号
GTO符号

要停用GTO,它使用高栅极电流。或者,在导通状态下,因此晶闸管类似于正常晶闸管,包括在条件电压下降的较小。与普通晶闸管相比,该闸阀关闭晶闸管的开关速度更快,而且它具有高电流和电压额定值功率晶体管

目前,在市场上可获得不同类型的GTO,包括对称和不对称电压的能力。对称GTO只不过是一个GTO,它具有相同前方的能力以及适用于当前源的反向阻塞逆变器但是,这些相当慢。非对称GTOS(A-GTOS)主要适用,因为它们的导通电压降低以及恒定温度特性。

建筑门关闭晶闸管

门关闭晶闸管的结构类似于正常的晶闸管,因为它包括3个连接和4-PNPN层。GTO是一种三端PNPN设备,如阳极,阴极和栅极。在这种晶闸管中,阳极端子由P +层通过散射内部的N +型指状物组成。

该晶闸管的N +层高度掺杂以获得高发射极效率,并且提供阴极端子。因此,像J3击穿电压一样的连接点低,典型的击穿电压值为20至40V。P层掺杂水平必须低,以保持优异的发射极效率。类似地,要具有良好的开关性能,区域掺杂必须高。

门的施工关闭晶闸管
门的施工关闭晶闸管

阳极结可以定义为P +阳极以及N碱基的连接,称为阳极结。通过P +阳极区域可以通过重掺杂的P +阳极区域获得高效阳极结,从而可以实现良好开关的性质。但是,关机功能受此类GTO的影响。

因此,通过在P +阳极层内以正常间隔掺杂的N +层来解决这个问题。因此,在结j1时,该n +层将通过n层进行直接接触。因此,电子可以从基座区域移动到P +阳极的阳极金属接触而不引起空穴注入,因此这被称为具有阳极的GTO结构。

由于这些阳极短路,GTO的反向阻挡容量可以朝向J3结的反向击穿电压降低,因此可以增加关闭装置。但是,使用多个阳极短路,可以减少阳极结的效率,因此GTO对性能的开关可以降低。因此,必须对阳极短的密度进行仔细考虑,用于良好的开关打开/关闭性能。

工作原理

GTO的操作原则与传统型晶闸管相同。一旦施加正栅极电流以使阳极端子正到阴极端子,那么就可以从阴极端子产生到阳极。因此,这在基区中的阳极端子的帮助下诱导空穴注入。这些电子以及孔注射连续直到栅极关闭晶闸管进入导通区域。

在晶闸管中,首先,传导通过开关在阴极区域上与栅极端子连续的开关开始。因此,剩余区域通过等离子体扩散进入传导。
不像晶体管,门关闭晶闸管包括窄阴极元件,该阴极元件通过栅极终端互连,从而早期转动区域是极大的,等离子体展开很小。因此,门关闭晶闸管非常快速地进入导电区域。

在栅极端子处,可以施加反向偏压以通过与阴极相比使栅极端子负数负接收传导晶闸管。在P层中,可以使用栅极端子提取孔的一部分,以阻挡从阴极端子的电子喷射。

在回复此,栅极端子可以移除额外孔电流,从而导致来自阴极终端的电子的控制。最后在P基底结合时,电压降会导致栅极的阴极连接处的反向偏压,因此将停用晶闸管。

在整个空穴提取过程中,P碱的面积缓慢地排出,使得传导区域可以被挤压。随着该过程的继续,然后通过形成具有高电流密度的长丝来在偏远区域中提供阳极电流。因此,如果没有这些长丝迅速熄灭,这可能导致有限的热点可以损坏设备。

在高负栅极电压施加期间,这些长丝迅速熄灭。由于N基区域中的存储电荷,尽管阴极电流停止,但阳极端子与栅极电流一起流动。因此,这被称为尾电流,当通过重组过程减少剩余电荷载流子时,尾电流分解。当尾电流水平降低到漏电流水平时,设备保持转发阻塞的特性。

V-I特征

门关闭晶闸管V-I特性与CT或传统晶闸管相关。GTO的锁存电流不仅仅是CT。对于GTO,锁定电流是2A,而对于CT,它范围为100 mA-200mA。GTO的V-I特征如下所示。

上述特性主要包括四个区域或模式,如前向阻断,正向导通,反向阻塞和反向传导。

GTO的特征
GTO的特征

在类似转发阻塞的第一模式中,电压在晶闸管上施加而不施加+ VE栅极信号。因此,它不在这种模式下进行。但是,与晶闸管的漏电流相比,有一点漏电流非常高。实际上,在这种模式下,门关闭晶闸管就像a晶体管具有高电压和低增益的意思,阳极电流低。在这种模式下,当栅极端子对阴极屈服时,GTO简单地阻挡额定正向电压。

当一个正栅极信号以适当的幅度给GTO时,它就进入了转发传导模式。类似地,每当这个晶闸管有一个反向电压时,它就会将反向电压阻止到一个极限,但一旦反向电压达到一个临界值,称为反向断开过电压,GTO就开始反向导电。

如果栅极偏压并且该操作的时间小,则这种操作模式不会破坏设备。在反向偏置条件下,阻塞容量主要取决于GTO型。对称类型包括高反向阻塞能力,而非对称类型包括从20-30 V的小反向阻挡容量。

好处

门的优点关闭晶闸管包括以下这些。

  • GTO具有出色的开关特性
  • GTO电路的配置具有比晶闸管电路单元更小的重量和尺寸。
  • 不需要换向电路,因此成本,重量和大小可以减少。
  • 与SCR相比,GTO的开关速度很高。
  • 维护较少
  • 目前的浪涌容量类似于SCR。
  • GTO的阻塞电压容量高
  • DI / DT评级更新
  • 效率很高

缺点

门的缺点关闭晶闸管包括以下这些。

  • 相关的损失,以及导通电压降更多
  • GTO的结构是多层的,因此与传统晶闸管相比,栅极触发电流值高。
  • 闸门驱动电路的高损耗
  • 栅极绕晶闸管的状态的电压降更多。
  • 与SCR相比,锁存和保持电流的幅度很高
  • 闩锁电流值为2a,而对于scr,它的范围从100 mA到500 mA。
  • 与SCR相比,GTO的触发电流很高

应用程序

由于与另一个晶闸管相比,GTO在许多应用中使用了许多效益,如出色的开关特性,维护较少,不需要换向电路等。门关闭晶闸管的应用包括以下内容。

  • 在快速和逆变器中,它用作主控制装置。
  • 交流驾驶
  • DC驱动器
  • 直流断路器
  • DC.否则DC驱动器
  • 感应加热
  • 用于牵引应用,因为重量较少
  • 低功耗应用
  • 交流稳定电源
  • 它用于逆变器,SVCS(静态VAR补偿器)
  • 用于驱动系统,如轧机,机床和机器人等。欧洲杯四强竞猜平台

因此,这一切都是关于门关闭晶闸管概述(GTO)如建筑,工作,优势,缺点及其应用。该装置来自晶体管的系列,以及属于功率半导体器件组。该设备可以通过栅极或控制终端的帮助,通过打开/关闭状态。这是一个问题为您,市场上有哪些类型的晶闸管?

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