同源双极型晶闸管(Gate Turn-Off thyristor,简称GTO),是一种高性能半导体元件,它具有普通晶闸管的正向导电特性和维持直流电流特性,在关断状态下,具有极低的导通电阻。GTO可通过c-GTO(里氏器GTO)或n-GTO(表面屏蔽GTO)来形容。因此,GTO是一种强制关断晶闸管,是目前世界上应用最广泛的可控硅元件之一。
GTO结构由P、N两侧的发射极和集电极,以及位于N侧的一个可控的PNPN物质——G紧密地结合而成。GTO结构的发射极P和集电极N之间有一个弱化的PN结,这里的弱化是指该结区较长,比同等耐压的普通PN结长。在GTO的PNPN结装置上,内置pnpn结加上控制门机透过该结使以控制GTO在通态和关态之间操作。GTO的控制门性能决定了GTO是否可靠工作。
GTO的导通电阻是很小的,主要表现在导通电压降上。与同规格的普通晶闸管相比,GTO主要有以下几个优点:
1、电压降低:GTO的电压降比同规格的普通晶闸管低;
2、可控性强:GTO具有很好的可控制能力,控制电压低,控制电流小;
3、工作频率高:GTO的反向恢复时间短,故工作频率可以高至几百KHZ:
4、结构紧凑:GTO只由一个PNPN结制成,结构紧凑且体积小;
5、可靠性高:GTO可承受正逆压数目,比普通晶闸管更加的可靠。
GTO广泛应用于变频器、无功补偿、有源滤波、脉冲功率供应以及交流电力转换控制系统等领域。此外,GTO还广泛应用于电气化铁路、备用电源和石油天然气、化工、重矿等产品的工业自动化领域,这些领域需要对电力的高效率、快速响应和可靠性提高要求,而GTO能够满足这些要求,成为这些领域所需的主要元件之一。