SCR和GTO晶闸管的特点及应用分析

1.普通晶闸管（SCR）它曾称为可控硅，其图形符号和基本电路如图2-38a所示。它有三个极：阳极（A）、阴极（K）和门极（G）。

SCR的工作特点是，当在门极与阴极间加一个不大的正向电压（G为“+”、K为“-”）时，SCR即导通，负载RL中就有电流流过。导通后，即使取消门极电压，SCR仍保持导通状态。只有当阳极电路的电压为0或负值时，SCR才关断。所以，只需要用一个脉冲信号，就可以控制其导通了，故它常用于可控整流。整流后的波形如图2-38b所示。

图2-38 SCR的基本电路

a）基本接法 b）负载电压波形

作为一种无触点的半导体开关器件，其允许反复导通和关断的次数几乎是无限的，并且导通的控制也十分方便。这是一般的“通-断开关”所望尘莫及的，从而使实现异步电动机的变频调速取得了突破。但由于变频器的逆变电路是在直流电压下工作的，而SCR在直流电压下又不能自行关断，因此要实现逆变，还必须增加辅助器件和相应的电路来帮助它关断。所以，尽管当时的变频调速装置在个别领域（如风机和泵类负载）已经能够实用，但未能进入大范围的普及应用阶段。

2.门极关断（GTO）晶闸管SCR在一段时间内，几乎是能够承受高电压和大电流的惟一半导体器件。因此，针对SCR的缺点，人们很自然地把努力方向引向了如何使晶闸管具有关断能力这一点上，并因此而开发出了GTO晶闸管。

GTO晶闸管的基本结构和SCR类似，它的三个极也是：阳极（A）、阴极（K）和门极（G）。其图形符号也和SCR相似，只是在门极上加一短线，以示区别。(www.xing528.com)

GTO晶闸管的基本电路如图2-39所示，其工作特点是：

（1）在门极G上加正电压或正脉冲（图2-39中的开关S_G合至位置“1”），GTO晶闸管即导通。其后，即使撤消控制信号（开关回到位置“0”），GTO晶闸管仍保持导通。可见，GTO晶闸管的导通过程和SCR的导通过程完全相同。

图2-39 GTO晶闸管的基本电路

（2）如在G、K间加入反向电压或较强的反向脉冲（开关合至位置“2”），可使GTO晶闸管关断。

用GTO晶闸管作为逆变器件取得了较为满意的结果，但其关断控制较易失败，故仍较复杂，工作频率也不够高。而几乎是与此同时，电力晶体管（GTR）迅速发展了起来，使GTO晶闸管相形见绌。因此，在大量的中小容量变频器中，GTO晶闸管已基本不用。但其工作电流大，故在大容量变频器中，仍居重要地位。