Apa yang membedakan thyristor biasa dari thyristor GTO?

Saya tahu, thyristor adalah struktur PNPN empat lapis, dengan anoda di bagian P pertama, gerbang di bagian P kedua, dan katoda di bagian N kedua. Struktur sederhana ini menunjukkan bahwa setiap thyristor harus dimungkinkan untuk dimatikan, dengan mengarahkan semua arus anoda melalui gerbang, membuat arus katoda menjadi nol, dengan demikian membuka kunci thyristor.

Dalam sebuah simulator, model dua-transistor thyristor seperti yang ditunjukkan di bawah ini memang mati ketika disediakan jalur dengan resistansi rendah yang cukup ke tanah.

^{mensimulasikan rangkaian ini - Skema dibuat menggunakan CircuitLab}

Dan seseorang dapat membeli thyristor yang dirancang khusus untuk digunakan seperti ini, yang disebut thyristor GTO (gerbang turn-off).

Jadi pertanyaan saya adalah ini: Apa yang membuat thyristor GTO istimewa? Apakah ini hanya thyristor biasa tetapi dengan karakteristik yang ditentukan untuk mode operasi ini? Atau ada beberapa struktur silikon berbeda di dalamnya yang membuatnya bekerja secara fundamental berbeda?

Pertanyaan menarik!

Mari kita mulai dengan bagaimana kita biasanya menggunakan Thyristor. Katoda biasanya akan terhubung ke Ground dan Anode untuk memasok melalui beban:

^{mensimulasikan rangkaian ini - Skema dibuat menggunakan CircuitLab}

Jadi elektron masuk di Katoda dan melakukan perjalanan ke Anoda.

Pada gambar di bawah, Cathode ada di atas! Jadi elektron mengalir dari atas ke bawah (hanya di profil doping, bukan di skema di atas)!

Setelah beberapa pencarian saya menemukan dua gambar profil doping kedua perangkat.

Ini adalah profil doping Thyristor "normal", dari situs ini .

Dan di sini adalah profil doping GTO (sumber yang sama seperti di atas, tekan Next beberapa kali).

Perbedaan utama yang saya lihat adalah bahwa GTO memiliki wilayah P + tambahan (daerah P yang sangat didoping) untuk kontak Gate. Daerah yang sangat didoping seperti itu digunakan untuk membuat kontak "lebih baik", lebih rendah-ohmik ke daerah doping itu.

Menurut Wikipedia:

Matikan dilakukan dengan pulsa "tegangan negatif" antara terminal gerbang dan katoda. Beberapa arus maju (sekitar sepertiga hingga seperlima) "dicuri" dan digunakan untuk menginduksi tegangan gerbang katoda yang pada gilirannya menyebabkan arus maju turun dan GTO akan mati (beralih ke 'pemblokiran') negara.)

Bagi saya itu bisa menjelaskan mengapa GTO bisa dimatikan sedangkan Thyristor yang normal tidak bisa. Dalam Thyristor normal, gerbang tidak memiliki kontak yang baik ke daerah P atas yang mencegahnya mengalihkan cukup banyak elektron untuk membuat Thyristor mati.

Dalam GTO, kontak ke wilayah-P itu jauh lebih baik sehingga lebih banyak elektron yang bisa dihilangkan (melalui Gerbang) dari wilayah-P itu. Tegangan wilayah-P ini juga dapat dikontrol lebih baik melalui kontak ohmik rendah. Itu juga memungkinkan Gerbang untuk menarik turun tegangan wilayah-P ini relatif terhadap Katoda yang akan membiaskan sambungan Katoda (N +) ke Gerbang (P) secara terbalik dan menghalangi arus Katoda.