GTO-Thyristor

GTO-Thyristor

Der GTO-Thyristor (engl.: Gate Turn-Off Thyristor) ist ein Thyristor, der wie ein normaler Thyristor mit einem positiven Stromimpuls am Steuereingang – dem Gate – eingeschaltet werden kann. Im Gegensatz zum normalen Thyristor kann er mittels eines negativen Stromimpulses (der bis zu einem Drittel des Laststroms beträgt) auch ausgeschaltet werden.

GTO-Thyristor-Symbol

Inhaltsverzeichnis

Unterschiede zum normalen Thyristor

Wie dem Ersatzschaltbild zu entnehmen ist, besteht im grundsätzlichen Aufbau kein Unterschied zu einem herkömmlichen Thyristor. Vielmehr besteht der Unterschied zu einem normalen Thyristor in der Fertigung, also der geometrischen Anordnung der Komponenten auf dem Silizium. In der Schnittdarstellung ist die Parallelschaltung von vielen einzelnen Thyristoren ersichtlich.

Ersatzschaltung
Schnittdarstellung

Technologie

Grundsätzlich wäre es möglich, auch einen normalen Thyristor mit einem negativen Stromimpuls am Gate auszuschalten. Ein Thyristor würde jedoch durch den negativen Gatestrom nur zu „lokalisieren“ beginnen, das heißt, dass die Siliziumfläche, in der ein Stromfluss möglich ist, verkleinert wird. Dabei würde die übrig bleibende stromführende Fläche überlastet werden und sich selbst zerstören.

Ein GTO-Thyristor wird also im Allgemeinen in so kleine einzelne parallel geschaltete Thyristoren aufgeteilt, dass jeder einzelne Thyristor nicht mehr die Möglichkeit hat zu lokalisieren, sondern abschalten muss. Bei den Parallelschaltungen besteht jedoch weiterhin die Schwierigkeit, dass alle gleichzeitig ausschalten, da sonst derselbe Zerstörungseffekt auftritt wie bei herkömmlichen Thyristoren.

Eigenschaften

Die Einschaltzeit der GTO wird durch die Parallelschaltung im Vergleich zum normalen Thyristor sogar noch verbessert, er wird daher auch dort eingesetzt, wo schnelle Einschaltzeiten erforderlich sind, z. B. bei Radaranlagen. Durch das Aufkommen der FETs wurde er in diesen Bereichen jedoch nahezu komplett ersetzt. Der größte Nachteil der GTOs ist die aufwändige Beschaltung des Gate-Anschlusses. Zusätzlich zu der Tatsache, dass der Strom am Gate in beide Richtungen fließen kann und in negativer Richtung auch noch sehr groß wird (die Abschaltstromverstärkung ist sehr klein, so dass der Abschaltstrom bis zu einem Drittel des Laststromes betragen muss), muss der Strom begrenzt werden, um eine Zerstörung zu vermeiden.

Die Thyristoren, welche für hohe Ströme an sich relativ klein sein können, brauchen je nach Anwendung eine ganze Kondensatorbatterie, um die hohen Ströme zur Ausschaltung bereit zu stellen. Der Volumenbedarf dieser Kondensatoren ist ein Vielfaches des eigentlichen GTO.

GTO-Thyristor für 1,6 kA

Durch die langen Ausräumzeiten für die Abschaltung ist die Schaltfrequenz zudem auf ca. 1 kHz begrenzt.

Typische technische Parameter

Vorwärtsspannung UF vor Zündung 50 V bis 5 kV
nach Zündung 0,6 V bis 3 V
Vorwärtsstrom IF bis 3 kA
Rückwärtsspannung UR bis 5 kV

Einsatzzwecke

GTO-Thyristoren werden in Stromrichtern für diverse Zwecke eingesetzt, insbesondere in der Leistungselektronik und der Traktionstechnik für elektrische Fahrzeuge. Heute werden sie jedoch immer mehr durch IGBTs verdrängt und werden nur noch bei sehr hohen Leistungen eingesetzt.

Weiterentwicklungen

Weblinks

 Commons: Gate turn-off thyristors – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien

Wikimedia Foundation.

Игры ⚽ Поможем написать курсовую

Schlagen Sie auch in anderen Wörterbüchern nach:

  • GTO-Thyristor — GTO Thyristor,   der Abschaltthyristor …   Universal-Lexikon

  • Thyristor — ist die Bezeichnung für ein Bauteil in der Elektrotechnik. Es ist ein Kofferwort aus Thyratron und Resistor. Ein Thyristor ist ein Halbleiterbauelement, das aus vier oder mehr Halbleiterschichten wechselnder Dotierung aufgebaut ist. Thyristoren… …   Deutsch Wikipedia

  • GTO-Thyristoren — Dieser Artikel wurde aufgrund von inhaltlichen Mängeln auf der Qualitätssicherungsseite des Portals Elektrotechnik eingetragen. Dies geschieht, um die Qualität der Artikel aus dem Themengebiet auf ein akzeptables Niveau zu bringen. Dabei werden… …   Deutsch Wikipedia

  • Thyristor ETO — Le thyristor ETO (Emitter Turn Off thyristor) est un composant électronique utilisé en électronique de puissance ; il joue un rôle d interrupteur. Circuit équivalent de l ETO C est un composant hybride, constitué d un thyristor GTO… …   Wikipédia en Français

  • Thyristor — Thy|rịs|tor 〈m. 23〉 elektr. Halbleiterbauelement aus vier Schichten, das zu Schaltzwecken in Stromkreisen verwendet wird [<grch. thyra „Tür, Tor, Eingang“ + lat. resistor „Widerstand“] * * * Thyrịstor   [Kurzbildung zu griechisch thýra »Tür« …   Universal-Lexikon

  • GTO — Die Abkürzung GTO hat mehrere Bedeutungen: den IATA Flughafencode für Gorontalo, Indonesien Geistliche Tagesordnung: Frei gewählter täglicher Gebetsablauf für Mitglieder in der kath. Schönstatt Bewegung GTO Thyristor: Ein elektrisches Bauelement… …   Deutsch Wikipedia

  • GTO — is an abbreviation of: * A gate turn off thyristor * Geographic targeting order, an order issued by the United States Secretary of Treasury * Geostationary transfer orbit, an intermediate orbit around the Earth * The station code of Gorton… …   Wikipedia

  • Thyristor GTO — Pour les articles homonymes, voir GTO. Le thyristor à extinction par la gâchette (thyristor GTO ou plus simplement GTO, de l anglais Gate Turn Off Thyristor), c’est à dire thyristor blocable par la gâchette (par application d une tension négative …   Wikipédia en Français

  • Thyristor — The thyristor is a solid state semiconductor device with four layers of alternating N and P type material. They act as bistable switches, conducting when their gate receives a current pulse, and continue to conduct for as long as they are forward …   Wikipedia

  • Thyristor MCT — Le MCT (sigle anglais: MOS Controlled Thyristor) est un interrupteur de l électronique de puissance, parmi les plus récents puisque commercialisé depuis 1992. Description Le MCT est au thyristor GTO ce qu est l IGBT au transistor bipolaire  …   Wikipédia en Français

Share the article and excerpts

Direct link
Do a right-click on the link above
and select “Copy Link”