Este documento describe el tiristor desactivado por compuerta (GTO), incluyendo su historia, estructura, funcionamiento y aplicaciones. El GTO es un semiconductor que puede encenderse y apagarse mediante señales de compuerta, lo que lo hace útil para aplicaciones de control de motores e inversores. Tiene una estructura similar a un SCR pero puede desactivarse aplicando una señal negativa a la puerta.

1. TIRISTOR DESACTIVADO POR
COMPUERTA (GTO)
INTEGRANTES:
• JORGE MARÍN
• BRANDON PÉREZ
• JESUS PUELLO

2. Un poco de historia.
A pesar de que el GTO fue inventado en el inicio de la década de los
años 60, ha sido poco empleado debido a sus reducidas prestaciones,
solamente se volvieron prácticos para las aplicaciones de control de
motores, al final de los años 70. estos dispositivos se ha vuelto más y
más comunes en las unidades de control de motores, puesto que
ellos eliminaron la necesidad de componentes externos para apagar
el SCR en el circuito de CC en aquellas aplicaciones de elevada
potencia, con dispositivos que alcanzan los 5000V y los 4000A

3. Tiristor desactivado por compuerta
(GTO)
Son semiconductores discretos que actúan como interruptores
completamente controlables, conocidos simplemente como GTO
(Gate Turn-Off Thyristor), los cuales pueden ser encendidos y
apagados en cualquier momento con una señal de compuerta positiva
o negativa respectivamente. Estos componentes están optimizados
para tener muy bajas pérdidas de conducción y diseñados para
trabajar en las mas demandantes aplicaciones industriales. Estos
componentes son altamente utilizados en Convertidores de Alto
Voltaje y Alta Potencia para aplicaciones de baja y media frecuencia.

4. Tiristor desactivado por compuerta
(GTO)

5. Estructura
Un tiristor GTO tiene la estructura
muy similar a un tiristor SRC
convencional, como se muestra en la
figura, con sus 4 capas de silicio
(PNPN) y tres terminales: ánodo (A),
cátodo (K) y puerta (G).

6. FUNCIONAMIENTO
Un tiristor GTO, al igual que un SCR puede
activarse mediante la aplicación de una señal
positiva de compuerta. Sin embargo, se puede
desactivar mediante una señal negativa de
compuerta. Un GTO es un dispositivo de
enganche y se construir con especificaciones
de corriente y voltajes similares a las de un
SCR. Un GTO se activa aplicando a su
compuerta un pulso positivo corto y se
desactiva mediante un pulso negativo corto.
La simbología para identificarlo en un circuito
es la que se muestra en la figura .

7. OPERACIÓN DE ENCENDIDO DEL GTO
Cuando el terminal del Ánodo (+)
respecto al Cátodo, aplicando una
corriente de compuerta positiva, la
inyección de corriente de agujero
desde la entrada de la puerta
polariza la unión de base P del
cátodo.
Esto da como resultado la emisión
de electrones y esto induce la
inyección de agujeros. Esta inyección
continua hace que el GTO entre en
estado de conducción.

8. OPERACIÓN DE APAGADO DEL GTO
Se aplica una polarización inversa en la
compuerta haciendo que esta sea
negativa con respecto al cátodo. Una
parte de los agujeros se extrae a la
base P a través de la compuerta, que
suprime la inyección de electrones
desde el cátodo.
A medida de que se va extrayendo
corriente de agujero hay más
supresión de electrones. La caída de
voltaje en la unión de la base P, retrasa
la polarización de la unión del cátodo
de la compuerta. Por lo tanto, el GTO
se desconecta.

9. • La figura 2.13 muestra una
representación simplificada
de los procesos de entrada y
salida de conducción del GTO.

10. Factores de Funcionamiento
• Facilidad de extracción de portadores por el terminal de puerta – esto es
posible debido al uso de impurezas con alta movilidad.
• Rápida desaparición de portadores en las capas centrales – uso de
impurezas con bajo tiempo de recombinación. Esto indica que un GTO
tiene una mayor caída de tensión en conducción, comparado a un SCR de
dimensiones iguales.
• Soportar tensión inversa en la unión puerta-cátodo, sin entrar en
avalancha – menor dopado en la región del cátodo.
• Absorción de portadores de toda la superficie conductora – región de
puerta-cátodo con gran área de contacto. Al contrario del SCR, un GTO
puede no tener la capacidad de bloquear tensiones inversas.

11. Ventajas de los GTO sobre los SCR
• Eliminación de los componentes auxiliares en la conmutación
forzada, que da como resultado una reducción en costo, peso y
volumen.
• Eliminación del ruido acústico y electromagnético debido a la
eliminación de bobinas de inducción en la conmutación.
• Desactivación más rápida, permitiendo frecuencias de conmutación
más altas.
• Una eficiencia mejorada de los convertidores.

12. Ventajas sobre los transistores bipolares
en aplicaciones de baja potencia.
• Más alta capacidad de voltaje de bloqueo.
• Alta relación de corriente de pico controlable a corriente promedio.
• Alta relación de corriente de pulsación pico a corriente promedio,
típicamente de 10:1.
• Alta ganancia en estado activo típicamente de 600 Señal de
compuerta pulsada de corta duración. Bajo condiciones de
pulsación de carga, un GTO pasa a una saturación más profunda
debido a la acción regenerativa. Por otra parte, un transistor bipolar
tiende a salirse de saturación.

13. Principales aplicaciones en la industria
• Troceadores y convertidores
• Control de motores asíncronos
• Inversores
• Caldeo inductivo
• Rectificadores
• Soldadura al arco
• Sistema de alimentación ininterrumpida (SAI)
• Control de motores
• Tracción eléctrica

14. REFERENCIAS
• www.electronicshub.org/gate-turn-off-thyristor/
• www.ecured.cu/Tiristor_desactivado_por_compuerta_(GTO)
• prezi.com/aypegr4c9xyx/tiristor-desactivado-por-compuerta-gto/