晶閘管將是下述內(nèi)容的主要介紹對(duì)象，通過這篇文章，小編希望大家可以對(duì)晶閘管的工作原理、MOS控制晶閘管以及門極關(guān)斷晶閘管的相關(guān)情況有所認(rèn)識(shí)和了解，詳細(xì)內(nèi)容如下。

一、晶閘管工作原理

首先，我們來了解下晶閘管的工作原理。閘管在工作過程中，它的陽極(A)和陰極(K)與電源和負(fù)載連接，組成晶閘管的主電路，晶閘管的門極G和陰極K與控制晶閘管的裝置連接，組成晶閘管的控制電路。

晶閘管為半控型電力電子器件，它的工作條件如下：

1. 晶閘管承受反向陽極電壓時(shí)，不管門極承受何種電壓，晶閘管都處于反向阻斷狀態(tài)。

2. 晶閘管承受正向陽極電壓時(shí)，僅在門極承受正向電壓的情況下晶閘管才導(dǎo)通。這時(shí)晶閘管處于正向?qū)顟B(tài)，這就是晶閘管的閘流特性，即可控特性。

3. 晶閘管在導(dǎo)通情況下，只要有一定的正向陽極電壓，不論門極電壓如何，晶閘管保持導(dǎo)通，即晶閘管導(dǎo)通后，門極失去作用。門極只起觸發(fā)作用。

4. 晶閘管在導(dǎo)通情況下，當(dāng)主回路電壓(或電流)減小到接近于零時(shí)，晶閘管關(guān)斷。

二、MOS控制晶閘管

在了解了晶閘管的一般工作原理之后，我們?cè)賮砜纯碝OS控制晶閘管。

MOS柵極控制晶閘管充分地利用晶閘管良好的通態(tài)特性、優(yōu)良的開通和關(guān)斷特性，可望具有優(yōu)良的自關(guān)斷動(dòng)態(tài)特性、非常低的通態(tài)電壓降和耐高壓，成為將來在電力裝置和電力系統(tǒng)中有發(fā)展前途的高壓大功率器件。目前世界上有十幾家公司在積極開展對(duì)MCT的研究。 MOS柵控晶閘管主要有三種結(jié)構(gòu)：MOS場(chǎng)控晶閘管(MCT)、基極電阻控制晶閘管(BRT)及射極開關(guān)晶閘管(EST)。

MCT(MOS-Controlled Thyristor)是一種新型MOS與雙極復(fù)合型器件，它采用集成電路工藝，在普通晶閘管結(jié)構(gòu)中制作大量MOS器件，通過MOS器件的通斷來控制晶閘管的導(dǎo)通與關(guān)斷。MCT既具有晶閘管良好的關(guān)斷和導(dǎo)通特性，又具備MOS場(chǎng)效應(yīng)管輸入阻抗高、驅(qū)動(dòng)功率低和開關(guān)速度快的優(yōu)點(diǎn)，克服了晶閘管速度慢、不能自關(guān)斷和高壓MOS場(chǎng)效應(yīng)管導(dǎo)通壓降大的不足。所以MCT被認(rèn)為是很有發(fā)展前途的新型功率器件。MCT器件的最大可關(guān)斷電流已達(dá)到300A，最高阻斷電壓為3KV，可關(guān)斷電流密度為325A/cm2，且已試制出由12個(gè)MCT并聯(lián)組成的模塊。

三、門極關(guān)斷(GTO)晶閘管

在了解了MOS控制晶閘管之后，我們?cè)賮砜纯撮T級(jí)關(guān)斷晶閘管的相關(guān)內(nèi)容。

可關(guān)斷晶閘管GTO(Gate Turn-Off Thyristor)亦稱柵控晶閘管。其主要特點(diǎn)為，當(dāng)柵極加負(fù)向觸發(fā)信號(hào)時(shí)晶閘管能自行關(guān)斷。普通晶閘管(SCR)靠柵極正信號(hào)觸發(fā)之后，撤掉信號(hào)亦能維持通態(tài)。欲使之關(guān)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(qiáng)近關(guān)斷。這就需要增加換向電路，不僅使設(shè)備的體積重量增大，而且會(huì)降低效率，產(chǎn)生波形失真和噪聲。可關(guān)斷晶閘管克服了上述缺陷，它既保留了普通晶閘管耐壓高、電流大等優(yōu)點(diǎn)，以具有自關(guān)斷能力，使用方便，是理想的高壓、大電流開關(guān)器件。GTO的容量及使用壽命均超過巨型晶體管(GTR)，只是工作頻率比GTR低。目前，GTO已達(dá)到4500A、6000V的容量。大功率可關(guān)斷晶閘管已廣泛用于斬波調(diào)速、變頻調(diào)速、逆變電源等領(lǐng)域，顯示出強(qiáng)大的生命力。

可關(guān)斷晶閘管也屬于PNPN四層三端器件，其結(jié)構(gòu)及等效電路和普通晶閘管相同，因此圖1僅繪出GTO典型產(chǎn)品的外形及符號(hào)。大功率GTO大都制成模塊形式。

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