Zeitschrift für Elektrotechnik und Elektronik

Der Thyristor wird häufig in Hochleistungsanwendungen eingesetzt

Emily Wilson

Ein Gate Turn-Off Thyristor (GTO) ist ein spezieller Thyristortyp, ein Hochleistungshalbleiterbauelement. Er wurde von General Electric erfunden. Im Gegensatz zu normalen Thyristoren sind GTOs vollständig steuerbare Schalter, die über ihren dritten Anschluss, den Gate-Anschluss, ein- und ausgeschaltet werden können. Obwohl der Thyristor häufig in Hochleistungsanwendungen eingesetzt wird, war er immer ein halbgesteuertes Bauelement. Obwohl er durch Anlegen eines Gate-Signals eingeschaltet werden konnte, musste er durch Unterbrechen des Hauptstroms mithilfe eines Kommutierungskreises ausgeschaltet werden. Bei Gleichstrom-Gleichstrom- und Gleichstrom-Wechselstrom-Umwandlungskreisen wird dies bei Thyristoren zu einem ernsthaften Mangel, da es keinen natürlichen Nullstrom gibt (wie bei Wechselstromkreisen). Daher behebt die Entwicklung des Gate Turn-Off Thyristors (GTO) das Hauptproblem des Thyristors, indem der Ausschaltmechanismus über den Gate-Anschluss sichergestellt wird. Ein Gate Turn-Off Thyristor oder GTO ist ein bipolares (stromgesteuertes Minoritätsträger-)Halbleiterschaltgerät mit drei Anschlüssen. Ähnlich wie bei einem herkömmlichen Thyristor sind die Anschlüsse Anode, Kathode und Gate, wie in der Abbildung unten gezeigt. Wie der Name schon sagt, verfügt es über eine Gate-Abschaltfunktion. Diese können den Hauptstrom mit einer Gate-Ansteuerschaltung nicht nur einschalten, sondern auch ausschalten. Ein kleiner positiver Gate-Strom versetzt den GTO in den Leitungsmodus und kann auch durch einen negativen Impuls am Gate ausgeschaltet werden. Beachten Sie in der Abbildung unten, dass das Gate Doppelpfeile aufweist, die den GTO von einem normalen Thyristor unterscheiden. Dies zeigt den bidirektionalen Stromfluss durch den Gate-Anschluss an. Die Verbindung zwischen der P+-Anode und der N-Basis wird als Anodenverbindung bezeichnet.