可关断晶闸管
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简介
发展简史
成分结构
应用领域
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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。
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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。
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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/IGM
βoff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。
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应用领域
下面分别介绍利用万用
表
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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。由此可迅速判定G、K极，剩下的就是A极。
2(检查触发能力
如图2(a)所示，首先将表?的黑表笔接A极，红表笔接K极，电阻为无穷大;然后用黑表笔尖也同时接触G极，加上正向触发信号，表针向右偏转到低阻值即表明GTO已经导通;最后脱开G极，只要GTO维持通态，就说明被测管具有触发能力。
3(检查关断能力
现采用双表法检查GTO的关断能力，如图2(b)所示，表?的档位及接法保持不变。将表?拨于R×10档，红表笔接G极，黑表笔接K极，施以负向触发信号，如果表?的指针向左摆到无穷大位置，证明GTO具有关断能力。
4(估测关断增益βoff
进行到第3步时，先不接入表?，记下在GTO导通时表?的正向偏转格数n1;再接上表?强迫GTO关断，记下表?的正向偏转格数n2。最后根据读取电流法按下式估算关断增益:
βoff=IATM/IGM?IAT/IG,K1n1/ K2n2
式中K1—表?在R×1档的电流比例系数;
K2—表?在R×10档的电流比例系数。
βoff?10×n1/ n2
此式的优点是，不需要具体计算IAT、IG之值，只要读出二者所对应的表针正向偏转格数，即可迅速估测关断增益值。
注意事项:
(1)在检查大功率GTO器件时，建议在R×1档外边串联一节1.5V电池E′，以提高测试电压和测试电流，使GTO可靠地导通。
(2)要准确测量GTO的关断增益βoff，必须有专用测试设备。但在业余条件下可用上述方法进行估测。由于测试条件不同，测量结果仅供参考，或作为相对比较的依据。
浙公网安备 33021202002483