通常のサイリスタとGTOサイリスタの違いは何ですか？

私が知っているサイリスタは4層のPNPN構造で、最初のPセクションにアノード、2番目のPセクションにゲート、2番目のNセクションにカソードがあります。この単純な構造は、すべてのアノード電流をゲートに配線し、カソード電流をゼロにしてサイリスタのラッチを解除することにより、サイリスタをオフにできることを示唆しています。

シミュレータでは、下に示すようなサイリスタの2トランジスタモデルは、接地への十分に低い抵抗パスが提供されている場合、実際にオフになります。

^{この回路のシミュレーション – CircuitLabを使用して作成された回路図}

また、GTO（ゲートターンオフ）サイリスタと呼ばれる、このように使用するように特別に設計されたサイリスタを購入することもできます。

だから私の質問はこれです：GTOサイリスタが特別なのは何ですか？それは単なる通常のサイリスタですが、この動作モードに特定の特性がありますか？それとも、その中にいくつかの異なるシリコン構造があり、それが根本的に異なる動作をするのでしょうか？

興味深い質問です！

サイリスタの一般的な使用方法から始めましょう。カソードは通常、負荷を介して供給するためにグラウンドとアノードに接続されます。

^{この回路のシミュレーション – CircuitLabを使用して作成された回路図}

したがって、電子は陰極から入り、陽極に移動します。

下の図では、カソードが一番上にあります。したがって、電子は上から下に流れます（上の概略図ではなく、ドーピングプロファイルのみ）。

いくつか検索したところ、両方のデバイスのドーピングプロファイルのこれら2つの図面が見つかりました。

これは、このサイトの「通常の」サイリスタのドーピングプロファイルです。

そして、これがGTOのドーピングプロファイルです（上記と同じソース、[次へ]を数回押します）。

私が目にする主な違いは、GTOにはゲート接点用の追加のP +領域（高濃度にドープされたP領域）があることです。そのような高度にドープされた領域は、そのドープ領域に「より良く」、より低抵抗の接触をするために使用されます。

ウィキペディアによると：

ターンオフは、ゲート端子とカソード端子間の「負電圧」パルスによって実現されます。順方向電流の一部（約3分の1〜5分の1）が「盗まれ」、カソードゲート電圧を誘導するために使用されます。これにより、順方向電流が低下し、GTOがオフになります（「ブロッキング」に移行します）。状態。）

私にとっては、通常のサイリスタではオフにできるのにGTOをオフにできる理由を説明できます。通常のサイリスタでは、ゲートには上部P領域への十分な接触がないため、サイリスタをオフにするのに十分な電子をそらすことができません。

GTOでは、そのP領域への接触がはるかに優れているため、そのP領域から（ゲートを介して）より多くの電子を除去できます。また、このP領域の電圧は、低抵抗接点を介してより適切に制御できます。これにより、ゲートはカソードに対してこのP領域の電圧を引き下げ、カソード（N +）からゲート（P）へのジャンクションを逆にバイアスして、カソード電流をブロックすることもできます。