可关断晶闸管GTO（Gate Turn－Off Thyristor）亦称门控晶闸管。本文介绍其基本原理、检测方法及典型应用。
工作原理
可关断晶闸管的主要特点是，当门极加负向触发信号时能自行关断。众所周知，普通晶闸管靠门极正信号触发之后，撤掉信号亦能维持通态。欲使之关断，必须切断电源，使正向电流低于维持电流I\(_{H}\)，或施以反向电压强迫关断。这就需要增加换向电路，不仅使设备的体积和重量增大，而且会降低效率，产生波形失真和噪声。可关断晶闸管克服了上述缺陷，它既保留了普通晶闸管耐压高、电流大等优点，又具有自关断能力，使用方便，是理想的高压、大电流开关器件。GTO的容量及使用寿命均超过巨型晶体管（GTR）。目前，GTO的容量已达到3000A／4500V。
可关断晶闸管也属于PNPN四层三端器件，其结构及等效电路与普通晶闸管相同。图1绘出小功率GTO典型产品的外形及符号。大功率GTO大多采用圆盘状或模块形式。GTO的三个电极分别为阳极A、阴极K、门极（亦称控制极）G。
尽管GTO与普通晶闸管的触发导通原理相同，但两者的关断原理及关断方式截然不同。这是由于普通晶闸管在导通之后即处于深度饱和状态，而GTO导通后只能达到临界饱和，所以给GTO门极加上负向触发信号即可关断。国产大功率可关断晶闸管典型产品的主要参数见附表。其中，V\(_{DRM}\)为断态重复峰值电压，它表示出现在GTO两端的断态电压的最高瞬时值；IATM是最大可关断电流；V\(_{RGM}\)为门极反向峰值电压；VTM是通态峰值电压；R\(_{TH}\)为结到散热器的热阻。
GTO还有一个重要参数就是关断增益β\(_{off}\)，它等于阳极最大可关断电流IATM与门极最大负向电流I\(_{GM}\)之比，有公式
β\(_{off}\)=IATM／I\(_{GM}\)
β\(_{off}\)一般为几倍至几十倍，此值愈大，说明门极电流对阳极电流的控制能力愈强。很显然，βoff与晶体管电流放大系数h\(_{FE}\)有相似之外。
检测方法
下面分别介绍利用万用表判定GTO电极、检查其触发能力和关断能力、估测关断增益的方法。
1．判定GTO的电极
将万用表拨至R×1档，测量任意两脚间的电阻，仅当黑表笔接门极G，红表笔接阴极K时，电阻呈低阻值，其它情况下电阻值均为无穷大。由此可判定G、K极，剩下的就是阳极A。
2．检查触发能力
如图2（a）所示，首先将表Ⅰ的黑表笔接A极，红表笔接K极，电阻为无穷大；然后用黑表笔尖也同时接触G极，加上正向触发信号，表针向右偏转到低阻值即表明GTO已经导通；最后脱开G极，只要GTO维持通态，就证明被测管具有触发能力。
3．检查关断能力
现采用双表法检查GTO的关断能力，如图2（b）所示，表Ⅰ的档位及接法保持不变。将表Ⅱ拨于R×10档，红表笔接G极，黑表笔接K极，施以负向触发信号，若表Ⅰ指针向左摆到无穷大，证明GTO具有关断能力。
4．估测关断增益β\(_{off}\)
进行到第3步时先不接入表Ⅱ，记下在GTO导通时表Ⅰ正向偏转格数n\(_{1}\)（满度偏转格数nM=50）；再接上表Ⅱ强迫GTO关断，记下表Ⅱ的正向偏转格数n\(_{2}\)。如果表Ⅰ和表Ⅱ均选同一型号的万用表，则关断增益的计算公式为
β\(_{off}\)≈10n1/n\(_{2}\)
此式的优点是不需要具体计算T\(_{AT}\)、IG之值，只要读出二者所对应的表针正向偏转格数，即可估测关断增益值。举例说明，实测一只小功率可关断晶闸管时，n\(_{1}\)=10格，n2=15格，代入上式得到β\(_{off}\)≈6.7倍。
需要说明两点：（1）检测大功率GTO时可在R×1档外面串联一节1.5V电池，以提高测试电压，使GTO能可靠地导通；（2）欲准确测量β\(_{off}\)值，需要专用测试设备。
典型应用
可关断晶闸管GTO可广泛用于交流电机调速系统、逆变器、斩波器、电子开关等领域。
GTO的门极供电电路如图3所示。E为门极关断电源。当导通信号（高电平）加至晶体管VT的基极时，VT导通，经过电容C触发GTO导通。与此同时，E还经过R1、VT给电容C充电，V\(_{C}\)可达几十伏。当关断信号（正脉冲）来到时，高频晶闸管VS导通，电容上储存的电量经R2、VS、GTO（KG）放电。由于电容两端压降不能突变，所以给GTO的门极加上负向脉冲，使之关断。该电路的关断信号前沿很陡，并能避免产生雪崩电流，是较为理想的门极供电电路。
由GTO构成的交流电机变频调速系统的主电路，见图4。三相桥式整流电路由VD1～VD6组成。C是滤波电容。利用6只可关断晶闸管（GT01～GT06），驱动三相交流电机M。可关断晶闸管的门极分别加上脉宽调制（PWM）触发信号。图中，FU、TA、VS构成保护电路。其中，熔断器FU作过流保护，VS作过压保护。电流互感器TA用以检测直流电流，一旦发生过流现象，TA就通过控制保护电路使晶闸管VS迅速导通，将故障电流旁路，并使FU熔断，从而保护GTO不致损坏。(李学芝 沙占友)
