可关断可控硅

可关断可控硅GTO（Gate Turn-Off Thyristor）亦称门控可控硅。其主要特点为，当门极加负向触发信号时可控硅能自行关断。　　普通可控硅（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。可关断可控硅克服了上述缺陷，它既保留了普通可控硅耐压高、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。大功率可关断可控硅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。　　可关断可控硅也属于PNPN四层三端器件，其结构及等效电路和普通可控硅相同，大功率GTO大都制成模块形式。　　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。这是由于普通可控硅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，它等于阳极大可关断电流IATM与门极大负向电流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。　　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。由此可迅速判定G、K极，剩下的就是A极。　　2. 检查触发能力　　首先将表Ⅰ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；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，表Ⅰ的档位及接法保持不变。将表Ⅱ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Ⅰ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Ⅱ，记下在GTO导通时表Ⅰ的正向偏转格数n1；再接上表Ⅱ强迫GTO关断，记下表Ⅱ的正向偏转格数n2。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Ⅰ在R×1档的电流比例系数；　　K2—表Ⅱ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：　　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。　　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。