它既保留了普通晶閘管耐壓高、電流大等優點,以具有自關斷能力,使用方便,是理想的高壓、大電流開關器件。GTO的容量及使用壽命均超過巨型晶體管(GTR),只是工作頻紡比GTR低。GTO已達到3000A、4500V的容量。大功率可關斷晶閘管已用于斬波調速,行吊集成智能調壓模塊生產廠家,行吊集成智能調壓模塊生產廠家、變頻調速、逆變電源等領域,顯示出強大的生命力。可關斷晶閘管也屬于PNPN四層三端器件,其結構及等效電路和普通晶閘管相同,行吊集成智能調壓模塊生產廠家,因此圖1繪出GTO典型產品的外形及符號。大功率GTO大都制成模塊形式。盡管GTO與SCR的觸發導通原理相同,但二者的關斷原理及關斷方式截然不同。這是由于普通晶閘管在導通之后即外于深度飽和狀態,而GTO在導通后只能達到臨界飽和,所以GTO門上加負向觸發信號即可關斷。GTO的一個重要參數就是關斷增益,βoff,它等于陽比較大可關斷電流IATM與門比較大負向電流IGM之比,有公式βoff=IATM/IGMβoff一般為幾倍至幾十倍。βoff值愈大,說明門電流對陽電流的控制能力愈強。很顯然,βoff與昌盛的hFE參數頗有相似之處。下面分別介紹利用萬用表判定GTO電、檢查GTO的觸發能力和關斷能力、估測關斷增益βoff的方法。1.判定GTO的電將萬用表撥至R×1檔,測量任意兩腳間的電阻,當黑表筆接G。
晶閘管模塊的工作原理
在晶閘管模塊T的工作過程中,晶閘管模塊的陽A和陰K與電源和負載相連,構成晶閘管模塊的主電路。晶閘管模塊的柵G和陰K與控制可控硅的裝置相連,形成晶閘管模塊的控制電路。
從晶閘管模塊的內部分析工作過程:
晶閘管模塊是一種四層三端器件。它有J1、J2和J3的三個pn結圖。中間的NP可分為PNP型三管和NPN型三管兩部分。
當晶閘管模塊承載正向陽電壓時,為了制造晶閘管模塊導體銅,承受反向電壓的pn結J2必須失去其阻擋作用。每個晶體管的集電電流同時是另一個晶體管的基電流。因此,當有足夠的柵電流Ig流入時,兩個復合晶體管電路會形成較強的正反饋,從而導致兩個晶體管飽和導通,晶體管飽和導通。
產生足夠大的電電流Ic2流過PNP管的發射結,并提高了PNP管的電流放大系數a1,產生更大的電電流Ic1流經NPN管的發射結。這樣強烈的正反饋過程迅速進行。從圖3,當a1和a2隨發射電流增加而(a1+a2)≈1時,式(1一1)中的分母1-(a1+a2)≈0,因此提高了晶閘管的陽電流Ia.這時,流過晶閘管的電流完全由主回路的電壓和回路電阻決定。晶閘管已處于正向導通狀態。式(1一1)中,在晶閘管導通后,1-(a1+a2)≈0,即使此時門電流Ig=0,晶閘管仍能保持原來的陽電流Ia而繼續導通。晶閘管在導通后,門已失去作用。在晶閘管導通后,如果不斷的減小電源電壓或增大回路電阻,使陽電流Ia減小到維持電流IH以下時,由于a1和a1迅速下降,當1-(a1+a2)≈0時,晶閘管恢復阻斷狀態。可關斷晶閘管GTO(GateTurn-OffThyristor)亦稱門控晶閘管。其主要特點為,當門加負向觸發信號時晶閘管能自行關斷。前已述及,普通晶閘管(SCR)靠門正信號觸發之后,撤掉信號亦能維持通態。欲使之關斷,必須切斷電源,使正向電流低于維持電流IH,或施以反向電壓強近關斷。這就需要增加換向電路。不使設備的體積重量增大,而且會降低效率,產生波形失真和噪聲。可關斷晶閘管克服了上述缺點。