Un tiristor, lo sé, es una estructura PNPN de cuatro capas, con un ánodo en la primera sección P, una puerta en la segunda sección P y un cátodo en la segunda sección N. Esta estructura simple sugiere que cualquier tiristor debería ser posible apagar, enrutando toda la corriente del ánodo a través de la puerta, haciendo que la corriente del cátodo vaya a cero, desbloqueando así el tiristor.
En un simulador, un modelo de dos transistores de un tiristor, como se muestra a continuación, de hecho se apaga cuando se proporciona una ruta a tierra de resistencia suficientemente baja.
simular este circuito : esquema creado con CircuitLab
Y uno puede comprar tiristores diseñados específicamente para usarse de esta manera, llamados tiristores GTO (puerta de apagado).
Entonces mi pregunta es esta: ¿Qué hace que un tiristor GTO sea especial? ¿Es solo un tiristor ordinario pero con características específicas para este modo de operación? ¿O hay alguna estructura de silicio diferente dentro de él que hace que funcione de manera fundamentalmente diferente?
Respuestas:
¡Interesante pregunta!
Comencemos con cómo usamos típicamente un tiristor. El cátodo generalmente se conectará a tierra y el ánodo para suministrar a través de la carga:
simular este circuito : esquema creado con CircuitLab
Entonces los electrones entran en el Cátodo y viajan al Ánodo.
En los dibujos a continuación, ¡Cathode está en la parte superior! ¡Entonces los electrones fluyen de arriba hacia abajo (solo en los perfiles de dopaje, no en el esquema anterior)!
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 .
Y aquí está el perfil de dopaje de un GTO (misma fuente que la anterior, presione Siguiente varias veces).
La principal diferencia que veo es que el GTO tiene una región P + adicional (región P altamente dopada) para el contacto Gate. Dicha región altamente dopada se usa para hacer un "mejor", más bajo contacto óhmico a esa región de dopaje.
De acuerdo con Wikipedia:
Para mí, eso podría explicar por qué el GTO se puede apagar mientras que el Tiristor normal no. En un tiristor normal, la puerta no tiene un contacto tan bueno con la región P superior que evita que desvíe suficientes electrones para hacer 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, el voltaje de esta región P se puede controlar mucho mejor a través del contacto de baja resistencia. Eso también permite que la puerta baje el voltaje de esta región P en relación con el cátodo, lo que sesgará la unión del cátodo (N +) a la puerta (P) en reversa y bloqueará la corriente del cátodo.
fuente