晶闸管与GTO类似,也是四层三端元器件,GCT内部由成千个GCT构成,阳极和门极公用,而阴极并接在一块。与GTO有重要差别的是IGCT阳极内侧多了缓冲层,以透明(可穿透)阳极代替GTO的短路阳极。导通机理与GTO完全一样,但断开机理与GTO完全不同,在晶闸管的断开环节中,GCT能瞬间从导通转到阻断状态,变成一种pnp晶体管之后再断开。
因此它无外加du/dt限制;而GTO必须经过一种既非导通又非断开的中间不稳定状态实现转换(即"GTO区"),因此GTO要很大的吸收线路来抑制重加电压的变化率du/dt。
阻断状态下晶闸管的等效线路可看作是一个基极开路、低增益pnp晶体管与栅极电源的串连。
晶闸管触发功率小,可以把触发及模式监视线路和IGCT管芯制成1个整体,借助2根光纤輸入触发信号、輸出运行状态信号。
晶闸管将GTO工艺与现代功率晶体管igbt模块的优势集于一身,借助大功率关断元器件可简易稳定地串连这一核心技术,导致IGCT在中高压领域和功率在0.5MVA~100MVA的大功率使用场所暂无真正的对手。
下表是igbt模块,GTO和IGCT3种电力元器件的性能对比:
晶闸管耗损低、开关速率等这类优势确保了它能稳定、高效率地用作300kVA~10MVA变流器,而无需串连或并接。在串连时,逆变器功率可拓展到100MVA。
尽管高功率的IGBT模块具备许多优良的特性,如能完成di/dt和dv/dt的有源控制、有源箝位、便于完成短路电流保护和有源保护等。
但因存有着导通高耗损、毁坏后导致开路和无长期稳定运作数据等缺陷,受限了高功率IGBT模块在高功率低频变流器中的真实应用。所以晶闸管将变成高功率高电压变频器的首选功率器件。
上述便是西班牙CATELEC对集成门极换流晶闸管模块(IGCT)与GTO的对比的介绍,CATELEC西班牙提供整流桥模块、晶闸管模块、二极管模块等半导体模块,绝缘式功率模块、功率组件、分立式功率半导体在内的众多功率电子产品是现CATELEC的主营项目。