Що відрізняє звичайного тиристора від тиристора GTO?

Я знаю, тиристор - це чотиришарова структура PNPN з анодом на першій секції P, затвором на другому P-ділянці та катодом на другому N-розділі. Ця проста структура передбачає, що будь-який тиристор повинен бути можливим відключити, спрямувавши весь анодний струм через затвор, змусивши катодний струм вийти на нуль, тим самим розкручуючи тиристор.

У тренажері модель транзистора з тиристором з двома транзисторами, як показано нижче, дійсно вимикається, якщо забезпечується шлях низького опору до землі.

схематичний

^{імітувати цю схему - Схематично створено за допомогою CircuitLab}

Можна придбати тиристори, спеціально розроблені для подібного використання, які називаються тиристорами GTO (відключення воріт).

Отже, моє запитання таке: що робить тиристор GTO особливим? Це просто звичайний тиристор, але із заданими характеристиками для цього режиму роботи? Або всередині нього є якась інша структура кремнію, яка змушує її працювати принципово інакше?

thyristor scr

— Вогнище
джерело

Оскільки хтось, хто цікавиться електронікою, але не особливо знайомий з тиристорами, було б корисно визначення "GTO". Відключення воріт?

— chrylis -на страйк-

@chrylis Так, GTO означає відключення воріт. Я десь відредагую це питання.

— Hearth

Цікаве запитання!

Почнемо з того, як ми зазвичай використовуємо тиристор. Катод зазвичай підключається до Землі та Анода для подачі через навантаження:

схематичний

^{імітувати цю схему - Схематично створено за допомогою CircuitLab}

Таким чином, електрони потрапляють на Катод і їдуть до Анода.

На малюнках нижче, катод знаходиться вгорі! Тож електрони течуть зверху вниз (тільки в допінгових профілях, а не на схемі вище)!

Після деяких пошуків я знайшов ці два креслення допінгових профілів обох пристроїв.

Це допінговий профіль "звичайного" тиристору з цього сайту .

А ось допінговий профіль GTO (те саме джерело, що і вище, кілька разів натисніть Next).

Основна відмінність, яку я бачу, полягає в тому, що GTO має додатковий P + регіон (сильно легований P-регіон) для контакту з воротами. Така високодопірована область використовується для створення "кращого", більш низького омічного контакту з цією допінговою областю.

За даними Вікіпедії:

Вимкнення здійснюється імпульсом "негативної напруги" між клемами затвора і катодом. Частина прямого струму (приблизно на третину до однієї п’ятої) "вкрадена" і використовується для індукції напруги катодного затвора, що, в свою чергу, призводить до падіння струму прямого руху, а GTO відключиться (переходить до "блокування" штат.)

Для мене це може пояснити, чому GTO можна вимкнути, коли звичайний тиристор не може. У звичайному тиристорі затвор не має настільки хорошого контакту з верхньою Р-областю, що не дозволяє йому відволікати достатню кількість електронів, щоб тиристор вимикався.

У GTO контакт з цією P-областю набагато кращий, тому набагато більше електронів можна видалити (через ворота) з цього P-регіону. Також напругою цієї Р-області можна керувати набагато краще через низькоомічний контакт. Це також дозволяє воротам знижувати напругу цієї P-області відносно катода, що змістить перехід катода (N +) до воріт (P) в зворотному напрямку і блокує струм катоди.

— Бімпелрекіе
джерело

Отже, якщо я читаю це право, тиристор, що не є GTO, не можна вимкнути, потягнувши струм через термінал затвора? Або просто набагато складніше?

— Hearth

Ймовірно, є тиристори, що не є GTO, за яких можна вимкнути затвор за певних обставин, наприклад, коли струм анода невеликий, близький до утримуючого струму. Також вам може знадобитися таке низьке (негативне) напруга на воротах, щоб вимкнути його, що вам потрібно буде перевищити напругу пробою в Gate-Cathode. Так, так, набагато складніше, а також це неможливо зробити надійно (як це можливо з GTO).

— Bimpelrekkie

Я б подумав, що заземлити ворота через досить низький опір, буде спрацювати, ні? До тих пір, поки перехід GK не буде упереджений до провідності? Або це б не спрацювало?

— Hearth

До речі, те саме джерело, яке ви дали для допінгового профілю стандартного тиристора, має кілька клацань на "наступній сторінці" , подібний допінговий профіль тиристора GTO, який може бути кращим, ніж стаття у Вікіпедії, оскільки це свідчить про відсутність області p + через ворота та ap, а не область анода p + - це не просто спрощення, яке вони зробили.

— Hearth

Я б подумав, що заземлити ворота через досить низький опір, буде спрацювати, ні? Ймовірно, сам P-регіон Gate має надто великий опір, щоб це працювало. Також P + область в GTO дозволяє отримати додаткову ємність для рекомбінації електронів в області воріт. Це може знадобитися, щоб "зловити" достатньо електронів, щоб можна було вимкнути пристрій. Я оновив другу картинку, дякую за цю пораду.

— Bimpelrekkie