晶闸管的工作原理是什么？MOS控制/门级关断晶闸管了解吗？

晶闸管将是下述内容的主要介绍对象，通过这篇文章，小编希望大家可以对晶闸管的工作原理、MOS控制晶闸管以及门极关断晶闸管的相关情况有所认识和了解，详细内容如下。

一、晶闸管工作原理

首先，我们来了解下晶闸管的工作原理。闸管在工作过程中，它的阳极(A)和阴极(K)与电源和负载连接，组成晶闸管的主电路，晶闸管的门极G和阴极K与控制晶闸管的装置连接，组成晶闸管的控制电路。

晶闸管为半控型电力电子器件，它的工作条件如下：

1. 晶闸管承受反向阳极电压时，不管门极承受何种电压，晶闸管都处于反向阻断状态。

2. 晶闸管承受正向阳极电压时，仅在门极承受正向电压的情况下晶闸管才导通。这时晶闸管处于正向导通状态，这就是晶闸管的闸流特性，即可控特性。

3. 晶闸管在导通情况下，只要有一定的正向阳极电压，不论门极电压如何，晶闸管保持导通，即晶闸管导通后，门极失去作用。门极只起触发作用。

4. 晶闸管在导通情况下，当主回路电压(或电流)减小到接近于零时，晶闸管关断。

二、MOS控制晶闸管

在了解了晶闸管的一般工作原理之后，我们再来看看MOS控制晶闸管。

MOS栅极控制晶闸管充分地利用晶闸管良好的通态特性、优良的开通和关断特性，可望具有优良的自关断动态特性、非常低的通态电压降和耐高压，成为将来在电力装置和电力系统中有发展前途的高压大功率器件。目前世界上有十几家公司在积极开展对MCT的研究。 MOS栅控晶闸管主要有三种结构：MOS场控晶闸管(MCT)、基极电阻控制晶闸管(BRT)及射极开关晶闸管(EST)。

MCT(MOS-Controlled Thyristor)是一种新型MOS与双极复合型器件，它采用集成电路工艺，在普通晶闸管结构中制作大量MOS器件，通过MOS器件的通断来控制晶闸管的导通与关断。MCT既具有晶闸管良好的关断和导通特性，又具备MOS场效应管输入阻抗高、驱动功率低和开关速度快的优点，克服了晶闸管速度慢、不能自关断和高压MOS场效应管导通压降大的不足。所以MCT被认为是很有发展前途的新型功率器件。MCT器件的最大可关断电流已达到300A，最高阻断电压为3KV，可关断电流密度为325A/cm2，且已试制出由12个MCT并联组成的模块。

三、门极关断(GTO)晶闸管

在了解了MOS控制晶闸管之后，我们再来看看门级关断晶闸管的相关内容。

可关断晶闸管GTO(Gate Turn-Off Thyristor)亦称栅控晶闸管。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。普通晶闸管(SCR)靠栅极正信号触发之后，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)，只是工作频率比GTR低。目前，GTO已达到4500A、6000V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。

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。

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