可关断晶闸管资料

可关断晶闸管目录[隐藏]简介发展简史成分结构应用领域[编辑本段]简介可关断晶闸管GTO（Gate Turn-Off Thyristor）亦称门控晶闸管。

其主要特点为，当门极加负向触发信号时晶闸管能自行关断。

[编辑本段]发展简史前已述及，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，以具有自关断能力，使用方便，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巨型晶体管（GTR），只是工作频纺比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。

[编辑本段]成分结构可关断晶闸管也属于PNPN四层三端器件，其结构及等效电路和普通晶闸管相同，因此图1仅绘出GTO典型产品的外形及符号。

大功率GTO大都制成模块形式。

可关断晶闸管结构尺寸图尽管GTO与SCR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。

这是由于普通晶闸管在导通之后即外于深度饱和状态，而GTO在导通后只能达到临界饱和，所以GTO门极上加负向触发信号即可关断。

GTO的一个重要参数就是关断增益，βoff，它等于阳极最大可关断电流IATM与门极最大负向电流IGM之比，有公式βoff =IATM/IGMβoff一般为几倍至几十倍。

βoff值愈大，说明门极电流对阳极电流的控制能力愈强。

很显然，βoff与昌盛的hFE参数颇有相似之处。

[编辑本段]应用领域下面分别介绍利用万用表判定GTO电极、检查GTO的触发能力和关断能力、估测关断增益βoff的方法。

1．判定GTO的电极将万用表拨至R×1档，测量任意两脚间的电阻，仅当黑表笔接G极，红表笔接K极时，电阻呈低阻值，对其它情况电阻值均为无穷大。

典型全控型器件的介绍班级学号 :姓名日期一．门极可关断晶闸管1.1门极可关断晶闸管的简介门极可关断晶闸管简称GTO,是一种全控型的晶闸管。

其主要特点为，当栅极加负向触发信号时晶闸管能自行关断，保留了普通晶闸管耐压高、电流大等优点，以具有自关断能力，使用方便，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巨型晶体管（GTR），只是工作频纺比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。

1.2门极可关断晶闸管的结构和工作原理GTO是PNPN四层半导体结构，外部引出阳极，阴极和门极，是多元件的功率集成器件，内部由许多的GTO元的阳极和门极并联在一起。

其工作原理可用双晶体管来分析P1N1P1和N1P2N2构成的两个晶体管V1,V2分别具有共基极电流增益α1和α2，普通的晶体管分析，α1+α2=1是器件的临界导电条件，当α1+α2>1时2，当α1+α2<1时不能维持饱和导通而关断。

1.3 GTO的驱动方式及频率当信号要求可关断晶闸管导通时，驱动电路提供上升率足够大的正栅极脉冲电流（其幅度视晶闸管容量不同在0.1到几安培范围内），其正栅极脉冲宽度应保证门极关断晶闸管可靠导通。

当信号要求门极关断晶闸管关断时，驱动电路提供上升率足够大的负栅极脉冲电流，脉冲幅度要求大于可关断晶闸管阳极电流的五分之一，脉冲宽度应大于可关断晶闸管的关断时间和尾部时间。

根据对驱动门极关断晶闸管的特性、容量、应用场合、电路电压、工作频率、可靠性要求和性价比等方面的不同要求，有多种形式的栅极驱动电路。

1.4存在的问题及其最新的发展GTO在使用中，导通时的管压降较大，增加了通态损耗。

对关断负脉冲的要求较高，门极触发电路需要严格设计，否则易在关断过程中烧毁管子。

门极电流应大于元件的擎住电流IL;正负触发脉冲其前沿要陡，后沿要平缓，中小功率电路上升沿小于0.5μs ，大功率电路小于1μs ；门极电路电阻要小，以减小脉冲源内阻由于多元集成，对制造工艺提出极高的要求，它要求必须保持所有GTO元特性一致，开通或关断速度不一致，会使GTO元因电流过大而损坏。

晶闸管测试方法可关断晶闸管规范标准1. 引言晶闸管作为一种常用的电子器件，在各个领域都具有广泛的应用。

为了确保晶闸管的质量和可靠性，在生产过程中需要进行各种测试。

其中，可关断晶闸管的测试方法是晶闸管测试中的重要环节。

本文将介绍晶闸管测试方法中可关断晶闸管的规范标准。

2. 可关断晶闸管的定义可关断晶闸管是指在其导通状态下，经过一定操作或输入信号后，能够快速地断开导通状态，并进入阻断状态的晶闸管。

3. 可关断晶闸管的测试方法可关断晶闸管的测试方法通常包括以下几个方面：3.1 正向阻断特性测试正向阻断特性测试是测试晶闸管在正向导通状态下，经过断开操作或断开输入信号后，能够快速地断开导通状态并进入阻断状态的能力。

测试时，需要按照规定的电流和电压条件对晶闸管进行正向导通，并记录下导通状态下的电流和电压值。

然后，通过断开电源或给出断开信号的方式，观察晶闸管是否能够迅速地从导通状态切换到阻断状态，并记录下阻断状态下的电流和电压值。

3.2 反向阻断特性测试反向阻断特性测试是测试晶闸管在反向导通状态下，经过断开操作或断开输入信号后，能够快速地断开导通状态并进入阻断状态的能力。

测试时，需要按照规定的电流和电压条件对晶闸管进行反向导通，并记录下导通状态下的电流和电压值。

然后，通过断开电源或给出断开信号的方式，观察晶闸管是否能够迅速地从导通状态切换到阻断状态，并记录下阻断状态下的电流和电压值。

3.3 可靠性测试可靠性测试是测试晶闸管在长时间工作条件下的可靠性。

测试时，需要对晶闸管进行长时间的正向导通和反向导通测试，并记录下导通状态下的电流和电压值，以及阻断状态下的电流和电压值。

通过对测试数据的统计分析，评估晶闸管的可靠性指标，如MTBF（Mean Time Between Failures）等。

3.4 温度特性测试温度特性测试是测试晶闸管在不同温度下的工作性能。

测试时，需要将晶闸管置于不同温度环境中，并进行正向导通和反向导通测试。

门极可关断晶闸管（GTO）：GT0是目前阻断电压最高和通态电流最大的全控制器件。

既保留了普通晶闸管耐高压、电流大等优点，以具有自关断电能力，使用方便，是理想的高压、大电流开关器件。

缺点：是驱动电路复杂并且驱动功率大，导致关断时间长，限制了器件的开关频率；关断过程中的集肤效应用以导致局部过热，严重情况下使器件失效；为了限制dv/dt，需要复杂的缓冲电路GTO主要应用于在中、大功率场合。

绝缘栅双极晶体管(IGBT): IGBT 是后起之秀，集MOSFET和GRT的优点于一身，既具有MOSFET的输入阻抗高，开关速度快的优点，又具有GTR 耐压高、通过电流大的有点，是目前中等功率电压电子装置中的主流器件。

栅极为电压驱动，所需驱动功率小，开关损耗小、工作频率高，不需要缓冲电路，适合于较高频率的场合。

主要缺点是高压IGBT内阻大，通态电压高，导致通阻损耗大；在应用于（中）压领域时，通常多个串联。

IGCT是在GTO的基础上发展起来的新型复合器件，兼有MOSFET和GTO两者的优点，有克服了两者的不足之处，是一种较为理想的MW级高（中）压开关器件。

降压转换器：开关稳定电流和直流电机调速。

升压型变换器：直流稳压电流和直流电机的再生制动。

升降压变形转换器：应用于需要相对输入电压的公共端为负极性，可高于or低于输入电压的直流稳态电流。

集成门极换流晶闸管（IGCT）:IGCT是在克服GTO关断能力差，重复关断较大电流时容易产生局部过热损坏等缺点而发展起来的。

太阳能发电三种连接方式：工频变压方式，高频连接方式，无受压器方式。

大功率点跟踪：在光伏发电系统中，使太阳电池的输出处于最大功率点也就是控制变换器的输入电压工作在最大功率点电压上而最大功率点电压指令是随光强和吻遍变化调节的。

柔性电力电子：电力系统柔性化的必要性，电力系统的需求特点：可控性好，潮流可控，模式多样、质量可控的配电系统，调节性好、高效节能的用电系统。

直流输电的特点缺点：换流设备较昂贵；消耗无功功率多；产生谐波影响；换流器过载能力低；某些运行方式下对地下或海中物体产生电磁干扰和电化学腐蚀；缺乏直流开关；不能用变压器来改变电压等级直流输电的优点：线路造价低；输电损耗小；输送容量达；限制短路电流；线路故障时的自防护能力强；节省线路走廊；实现非同步电网互联；功率调节控制灵活；特别是和电缆输电。

已经导通的晶闸管可被关断的条件导通的晶闸管（thyristor）是一种半导体器件，它能够在某些条件下实现电流的连续导通。

然而，为了实现对晶闸管的关断，需要满足一定的条件。

本文将探讨晶闸管可被关断的条件。

1. 断流电流条件：当晶闸管导通时，流过它的电流称为主电流（或称为阳极电流）。

为了能够关断晶闸管，必须将主电流降为零。

具体而言，需要将主电流减小到低于晶闸管的保持电流（IH）水平。

晶闸管的保持电流是指在导通状态下，只要主电流超过这个电流水平，晶闸管就能够继续保持导通。

因此，为了关断晶闸管，必须通过控制电路或外部电源，将主电流降至低于保持电流水平。

2. 断流电压条件：除了断流电流条件外，还需要满足断流电压条件。

晶闸管能够承受的最大反向电压称为封堵电压（VDRM）。

在关断晶闸管时，必须确保施加在晶闸管上的反向电压低于封堵电压。

否则，晶闸管可能无法关断，导致继续导通。

3. 关断脉冲条件：为了确保晶闸管能够可靠地关断，通常需要施加一个关断脉冲。

关断脉冲是指通过控制电路向晶闸管的控制端施加一个特定的电压信号，以触发晶闸管的关断过程。

这个关断脉冲的幅度和宽度需要根据具体的应用场景进行设计，并且需要满足晶闸管的关断特性。

4. 控制电路条件：晶闸管的关断是通过控制电路来实现的。

控制电路通常由触发器和其他电子元件组成，用于产生适当的脉冲信号以控制晶闸管的导通和关断。

为了实现晶闸管的关断，控制电路必须能够正常工作，并提供适当的关断脉冲信号。

5. 适当的温度条件：晶闸管在工作过程中会产生热量，因此需要适当的散热措施来保持晶闸管的温度在安全范围内。

如果晶闸管的温度过高，可能会导致器件损坏或不可靠的关断。

晶闸管可被关断的条件包括断流电流条件、断流电压条件、关断脉冲条件、控制电路条件和适当的温度条件。

只有同时满足这些条件，晶闸管才能可靠地实现关断操作。

这些条件的合理设计和实施，可以确保晶闸管在电路中的正常工作和可靠性。

门极可关断(GTO)晶闸管的介绍与工作原理门极可关断(GTO)晶闸管是一种专门用于高频交流电路中的控制开关元件。

它的结构和普通晶闸管类似，但它具有一个独特的优点，即在正向导通状态下，门极信号的去除可以使晶体失去导通能力，实现可控的关闭功能。

在本文中，我们将介绍GTO晶闸管的结构、工作原理、特点和应用。

GTO晶闸管的结构GTO晶闸管的结构由P型基极、N型阳极和三个N型控制电极——接口控制极(GC)、栅控制极(GA)和阴面控制极(Gk)构成。

它的控制端口(即GA/GC和GK)可以分别控制基极-发射极结和栅-发射极结，从而实现门极可关断的特性。

GTO晶闸管的工作原理在正向电压下，GTO晶闸管与一般的晶闸管一样，在基极-发射极结上形成一个P-N结，使电流能够从阳极向基极流动。

在这种情况下，GTO晶闸管处于导通状态。

经过一定的时间后，在GC/GA和GK两个控制门极上的电信号被去除，从而使栅-发射极结恢复正常工作状态。

这会导致P-N结的急剧变化，栅区电流降低到一个很小的水平。

如果此时阳极电流仍继续流动，则GTO晶闸管将进入正常开关状态。

此时，如果阳极电流减小到一定水平，这个P-N结就会快速扩散，导致整个晶闸管的导通能力被破坏，从而使其正常关断。

这种关断过程是可控的，从而实现GTO晶闸管的门极可关断特性。

GTO晶闸管的特点GTO晶闸管相对于其他类型的晶闸管有许多特点。

其中最重要的特点是它的门极可关断特性，使其具有更好的控制能力，因此广泛用于交流变频器、直流-交流变换器、电子稳压器、可编程逻辑控制器和中压驱动器等高频交流电路中。

GTO晶闸管的另一个重要优点是它可以在高温环境下工作，温度范围一般在150-200℃之间。

此外，它还具有快速关断时间和高反向阻抗等特性。

缺点是开通电压相对较高，应用时需要考虑应用场景。

GTO晶闸管的应用GTO晶闸管广泛应用于电力电子领域。

由于其门极可关断特性和高温工作能力，它通常被用来驱动低电感、低噪声、非阻性电荷的负载、中等电流和大功率直流电机等。

可关断晶闸管,的电流关断增益的定义式增益 = (I_sc - I_h) / I_sc
I_sc代表未应用门极驱动电流时晶闸管的短路电流，I_h代表应用合适门极驱动电流时晶闸管的断开电流。

晶闸管是一种半导体器件，常用于电力电子和电路控制系统中。

它具有可控导通和可关断的特性，通过控制门极电流来实现对电流的控制。

当晶闸管处于导通状态时，流过晶闸管的电流称为短路电流(I_sc)，它由外部电源提供。

而当晶闸管被关断时，电流不能通过晶闸管，这时称为断开状态。

断开状态下的电流称为断开电流(I_h)。

晶闸管的电流关断增益定义为短路电流与断开电流之差除以短路电流。

这种增益体现了晶闸管在关断过程中能够实现的电流控制程度。

增益越高，代表晶闸管具有更好的关断能力。

高电流关断增益的晶闸管可以在电力系统中扮演重要角色，例如电流控制、电压控制和功率因数校正等应用中。

通过精确控制门极电流，可以实现对晶闸管关断过程的精确控制，从而避免过电流和过压等风险，确保电路的安全和稳定运行。

需要注意的是，晶闸管的关断增益不仅受到设备本身特性的影响，还受到外部电路条件和环境温度的影响。

在应用中需要充分考虑这些因素，并进行合适的电路设计和温度控制，以确保晶闸管能够正常工作并达到预期的关断效果。

可关断晶闸管可关断晶闸管GTO（GateTurn-OffThyristor）亦称门控晶闸管。

其首要特征为，当门极加负向触发信号时晶闸管能自行关断。

前已述及，一般晶闸管（SCR）靠门极正信号触发往后，撤掉信号亦能坚持通态。

欲使之关断，有必要堵截电源，使正向电流低于坚持电流IH，或施以反向电压强近关断。

这就需求添加换向电路，不只使设备的体积分量增大，并且会下降功率，发作波形失真和噪声。

可关断晶闸管打败了上述缺点，它既保存了一般晶闸管耐压高、电流大等利益，以具有自关断才调，运用便当，是志向的高压、大电流开关器材。

GTO的容量及运用寿数均跨过巨型晶体管（GTR），仅仅作业频纺比GTR低。

如今，GTO已抵达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、逆变电源等范畴，闪现出健旺的生命力。

可关断晶闸管也归于PNPN四层三端器材，其构造及等效电路和一般晶闸管一样，因而图1仅绘出GTO典型商品的外形及符号。

大功率GTO大都制成模块办法。

尽管GTO与SCR的触发导通原理一样，但二者的关断原理及关断办法截然纷歧样。

这是因为一般晶闸管在导通往后即外于深度饱满状况，而GTO在导通后只能抵达临界饱满，所以GTO门极上加负向触发信号即可关断。

GTO的一个首要参数即是关断增益，beta;off，它等于阳极最大可关断电流IATM与门极最大负向电流IGM之比，有公式beta;off=IATM/IGMbeta;off一般为几倍至几十倍。

beta;off值愈大，阐明门极电流对阳极电流的操控才调愈强。

很显着，beta;off与兴盛的hFE参数颇有类似的本地。

下面别离介绍运用万用表断定GTO电极、查看GTO的触发才谐和关断才调、估测关断增益beta;off的办法。

1．断定GTO的电极将万用表拨至R;x;1档，丈量恣意两脚间的电阻，仅当黑表笔接G极，红表笔接K极时，电阻呈低阻值，对其它状况电阻值均为无量大。

可关断晶闸管主要参数GTO有很多参数与晶闸管相同，这里只介绍一些与晶闸管不同的参数。

(1) 最大可关断阳极电流IATO电流过大时α1+α2稍大于1的条件可能被破坏，使器件饱和程度加深，导致门极关断失败。

(2) 关断增益offGTO的关断增益off为最大可关断阳极电流IATO与门极负电流最大值IgM之比，off通常只有5左右。

门极驱动电路和缓冲电路1. 可关断晶闸管的门极驱动电路影响GTO导通的主要因素有：阳极电压、阳极电流、温度和门极触发信号等。

阳极电压高，GTO导通简单，阳极电流较大时易于维持大面积饱和导通，温度低时，要加大门极驱动信号才能得到与室温时相同的导通效果。

(1) 对门极触发信号的要求由于GTO工作在临界饱和状态，所以门极触发信号要足够大，脉冲前沿(正、负脉冲)越陡越有利，而后沿平缓些好。

正脉冲后沿太陡会产生负尖峰脉冲；负脉冲后沿太陡会产生正尖峰脉冲，会使刚刚关断的GTO的耐压和阳极承受的du/dt降低。

为了实现强触发，门极正脉冲电流一般为额定触发电流(直流)的(3～5)倍。

(2) 门极触发方式GTO门极触发方式通常有下面三种：① 直流触发在GTO被触发导通期间，门极始终加有直流触发信号。

② 连续脉冲触发在GTO被触发导通期间，门极上仍加有连续触发脉冲，所以也称脉冲列触发。

③ 单脉冲触发即常用的脉冲触发，GTO导通之后，门极触发脉冲即结束。

采纳直流触发或脉冲列触发方式GTO的正向管压降较小。

采纳单脉冲触发时，假如阳极电流较小，则管压降较大，用单脉冲触发，应提高脉冲的前沿陡度，增大脉冲幅度和宽度，才能使GTO的大部分或全部达饱和导通状态。

缓冲电路汲取过电压的有效方法是在器件两端并联一个汲取过电压的阻容电路。

假如汲取电路元器件的参数选择不当，或连线过长造成分布电感LS过大等，也可能产生严峻的过电压。

缓冲电路元件的选择应选取较小的RS，RS的阻值一般应选取10Ω～20Ω 。

RS不应选用线绕式的，而应是涂膜工艺制作的无感电阻。