Тиристоры GTO, GTC.

Создание полупроводниковых приборов для силовой электроники началось в 1953 г., когда стало возможным получение кремния высокой чистоты и формирование кремниевых дисков больших размеров. В 1955 г. был впервые создан полупроводниковый управляемый прибор, имеющий четырехслойную структуру и получивший название "тиристор".

Он включался подачей импульса на электрод управления при положительном напряжении между анодом и катодом. Выключение тиристора обеспечивается снижением протекающего через него прямого тока до нуля, для чего разработано множество схем индуктивно-емкостных контуров коммутации. Они не только увеличивают стоимость преобразователя, но и ухудшают его массогабаритные показатели, снижают надежность.

Поэтому одновременно с созданием тиристора начались исследования, направленные на обеспечение его выключения по управляющему электроду. Главная проблема состояла в обеспечении быстрого рассасывания носителей зарядов в базовых областях.

Первые подобные тиристоры появились в 1960 г. в США. Они получили название Gate Turn Off (GTO). В нашей стране они больше известны как запираемые или выключаемые тиристоры. Однако вентили, представляющие интерес для силовой электроники, появились только в 1973 г.

В середине 90-х годов был разработан запираемый тиристор с кольцевым выводом управляющего электрода. Он получил название Gate Commutated Thyristor (GCT) и стал дальнейшим развитием GTO-технологии. Сейчас одновременно с выпуском GTO началось производство первых серийных GCT.

Впервые транзисторные (трехслойные) структуры применили в качестве ключевых элементов силовых преобразователей в середине 60-х годов. До этого их использовали лишь в аналоговой усилительной технике. Массовое применение в силовой электронике транзисторы получили после разработки биполярных транзисторов с изолированным затвором (IGBT), являющихся синтезом полевого и биполярного транзисторов.

Таким образом, сейчас в качестве ключевых элементов силовых статических полупроводниковых преобразователей на подвижном составе используются как обычные тиристоры, так и GTO, GCT-тиристоры и IGBT-транзисторы.