¿Qué distingue a un tiristor ordinario de un tiristor GTO?

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Un tiristor, lo sé, es una estructura PNPN de cuatro capas, con un ánodo en la primera sección P, una compuerta en la segunda sección P y un cátodo en la segunda sección N. Esta estructura simple sugiere que cualquier tiristor debería ser posible apagarlo, al pasar toda la corriente del ánodo a través de la compuerta, haciendo que la corriente del cátodo llegue a cero, lo que libera el tiristor.

En un simulador, un modelo de tiristor de dos transistores, como se muestra a continuación, se desactiva cuando se proporciona una ruta a tierra lo suficientemente baja.

simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab

Y uno puede comprar tiristores diseñados específicamente para ser utilizados de esta manera, llamados tiristores GTO (cierre de puerta).

Entonces, mi pregunta es esta: ¿qué hace que un tiristor GTO sea especial? ¿Es solo un tiristor común pero con características específicas para este modo de operación? ¿O hay alguna estructura de silicona diferente dentro de ella que la haga funcionar de manera fundamentalmente diferente?

    
pregunta Hearth

1 respuesta

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¡Pregunta interesante!

Comencemos con la forma en que usamos típicamente un tiristor. El cátodo generalmente se conectará a tierra y al ánodo para suministrar a través de la carga:

simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab

Así que los electrones entran en el cátodo y viajan al ánodo.

En los dibujos de abajo, ¡el cátodo está en la parte superior! ¡Así que los electrones fluyen de arriba a abajo (solo en los perfiles de dopaje, no en el esquema de arriba)!

Después de algunas búsquedas, encontré estos dos dibujos de los perfiles de dopaje de ambos dispositivos.

Este es el perfil de dopaje de un tiristor "normal", de este sitio .

YaquíestáelperfildedopajedeunGTO(mismafuentequelaanterior,presioneSiguientevariasveces).

LaprincipaldiferenciaqueveoesqueelGTOtieneunaregiónP+adicional(regiónPaltamentedopada)paraelcontactodelaPuerta.Dicharegiónaltamentedopadaseusaparahaceruncontacto"mejor", más bajo y óhmico a esa región dopante.

Según Wikipedia:

  

El apagado se realiza mediante un pulso de "voltaje negativo" entre la puerta y los terminales del cátodo. Parte de la corriente directa (de aproximadamente un tercio a una quinta parte) se "roba" y se usa para inducir un voltaje de la puerta del cátodo que a su vez hace que la corriente directa caiga y el GTO se apague (transición al "bloqueo" estado.)

Para mí, eso podría explicar por qué se puede apagar el GTO mientras que el tiristor normal no puede apagarse. En un tiristor normal, la puerta no tiene un contacto tan bueno con la región P superior, lo que evita que desvíe lo suficiente de los electrones para que el tiristor se apague.

En un GTO, el contacto con esa región P es mucho mejor, por lo que se pueden eliminar muchos más electrones (a través de la Puerta) de esa región P. Además, la tensión de esta región P se puede controlar mucho mejor a través del contacto de baja resistencia óhmica. Eso también permite que la puerta baje el voltaje de esta región P en relación con el cátodo, lo que desviará la conexión del cátodo (N +) a la puerta (P) en sentido inverso y bloqueará la corriente del cátodo.

    
respondido por el Bimpelrekkie

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