普通晶闸管和GTO晶闸管有什么区别？

我知道，晶闸管是一种四层PNPN结构，其第一P部分为阳极，第二P部分为栅，第二N部分为阴极。这种简单的结构表明，通过将所有阳极电流从栅极引出，使阴极电流变为零，从而使晶闸管解锁，任何晶闸管都应该可以关断。

在仿真器中，当提供了足够低的接地电阻路径时，如下所示的晶闸管的两晶体管模型确实会关闭。

^{模拟该电路 –使用CircuitLab创建的原理图}

人们可以购买专门设计用于这种用途的晶闸管，称为GTO（栅极关断）晶闸管。

所以我的问题是：什么使GTO晶闸管与众不同？它只是普通的晶闸管，但具有这种工作模式的特定特性吗？还是它内部存在一些不同的硅结构，从而使其在根本上有不同的工作方式？

有趣的问题！

让我们从通常使用晶闸管的方式开始。阴极通常将接地，阳极通过负载供电：

^{模拟该电路 –使用CircuitLab创建的原理图}

因此电子进入阴极并传播到阳极。

在以下附图中，阴极位于顶部！因此，电子从上到下流动（仅在掺杂曲线中，而不在上面的示意图中）！

经过一番搜索，我找到了这两个器件的掺杂分布图的两个图。

这是该站点上 “正常”晶闸管的掺杂曲线。

这是GTO的掺杂曲线（与上述相同，点击几次Next）。

我看到的主要区别是，GTO为门极接触增加了一个P +区域（高掺杂P区域）。这样的高掺杂区域用于与该掺杂区域形成“更好的”，更低欧姆的接触。

根据维基百科：

关断是通过栅极和阴极端子之间的“负电压”脉冲来实现的。一些正向电流（大约三分之一至五分之一）被“偷”并用于感应阴极-栅极电压，这反过来导致正向电流下降，GTO将关闭（转换为“阻断”状态）州。）

对我来说，这可以解释为什么正常晶闸管不能关闭GTO的原因。在普通晶闸管中，栅极与顶部P区域的接触不良，从而阻止了栅极转移足够多的电子以使晶闸管截止。

在GTO中，与该P区域的接触要好得多，因此可以从该P区域去除更多的电子（通过门）。而且，通过低欧姆接触可以更好地控制该P区域的电压。这也允许栅极相对于阴极下拉该P区域的电压，这将使阴极（N +）与栅极（P）结反向偏置，并阻止阴极电流。