गेट टर्नऑफ थाइरिस्टर क्या है और इसकी कार्यप्रणाली

"थायरिस्टर" एक अर्धचालक उपकरण है जिसे लोकप्रिय रूप से पावर सर्किट में स्विच के रूप में उपयोग किया जाता है। पी-टाइप और एन-टाइप सामग्री की वैकल्पिक परतों के साथ, थाइरिस्टर को चार-स्तरित संरचना के रूप में डिज़ाइन किया गया है। यह दो-लीड और तीन-लीड डिज़ाइन दोनों के रूप में उपलब्ध है। थाइरिस्टर के तीन-लीड डिज़ाइन में एक एनोड, एक कैथोड और एक गेट लीड होता है। थाइरिस्टर आमतौर पर तब संचालित होना शुरू होता है जब गेट लीड को करंट से चालू किया जाता है और एक बार चालू होने के बाद, थाइरिस्टर लगातार तब तक संचालित होता है जब तक कि डिवाइस वोल्टेज उलट या हटा नहीं दिया जाता है। लंबे समय तक, थाइरिस्टर को बंद करने का यही एकमात्र तरीका था, जिससे प्रत्यक्ष वर्तमान अनुप्रयोगों के लिए आवेदन करना मुश्किल हो गया। बाद में एक नया डिज़ाइन पेश किया गया जिसने थाइरिस्टर को चालू और बंद करने का एक आसान तरीका लागू करके थाइरिस्टर पर इस कमी को दूर किया। इस नए डिजाइन का नाम "गेट टर्नऑफ थाइरिस्टर" रखा गया। गेट टर्नऑफ थाइरिस्टर क्या है? गेट टर्नऑफ थाइरिस्टर को लोकप्रिय रूप से "जीटीओ" के रूप में भी जाना जाता है। यह थाइरिस्टर के तीन प्रमुख डिजाइनों में से एक है। जैसा कि नाम से पता चलता है, जीटीओ थाइरिस्टर का एक बेहतर डिज़ाइन है जिसे गेट सर्किट में करंट ट्रिगर के अनुप्रयोग के साथ चालू और बंद दोनों किया जा सकता है। गेट टर्नऑफ थाइरिस्टर की यह विशेषता उन उपकरणों के अनुप्रयोग की अनुमति देती है जहां डीसी का उपयोग किया जाता है, जो कि पहले के थाइरिस्टर के मामले में नहीं था। गेट टर्नऑफ थाइरिस्टर की मूल बातें नीचे सूचीबद्ध गेट टर्नऑफ थाइरिस्टर की कुछ मूल बातें हैं: गेट टर्नऑफ थाइरिस्टर एक उच्च-शक्ति अर्धचालक थाइरिस्टर है। ये पूरी तरह से नियंत्रित स्विच हैं जो चालू और बंद दोनों कार्यों को कर सकते हैं। ऑपरेशन के दौरान डिवाइस के विनाश को रोकने के लिए , जीटीओ को चालू और चालू धाराओं को नियंत्रित करने के लिए अतिरिक्त बाहरी सर्किटरी की आवश्यकता होती है। इस उपकरण का आविष्कार "जनरल इलेक्ट्रिक" में किया गया था। जीटीओ एक सक्रिय अर्धचालक उपकरण है। जीटीओ प्रतीक के रूप में जीटीओ एक तीन-लीड थाइरिस्टर है, इसमें एनोड-लीड, कैथोड शामिल है -लीड, और गेट-लीड। गेट टर्नऑफ थाइरिस्टर का प्रतीक गेट टर्मिनल को छोड़कर, एससीआर थाइरिस्टर के समान है। गेट टर्नऑफ थाइरिस्टर डिवाइस को चालू और बंद करने दोनों में सक्षम है। चूंकि यह फ़ंक्शन गेट टर्मिनल पर प्रदर्शित होता है, गेट टर्मिनल को दो-तरफा तीर कनेक्शन के साथ दर्शाया जाता है जो थाइरिस्टर की इस विशेषता का प्रतीक है। नीचे दिया गया आंकड़ा गेट टर्नऑफ थाइरिस्टर का प्रतीक दिखाता है।गेट टर्नऑफ थाइरिस्टर का प्रतीक गेट टर्नऑफ थाइरिस्टर की संरचनागेट टर्नऑफ थाइरिस्टर में चार-स्तरीय पीएनपी-पी संरचना है। क्षेत्रों को P+, N-, P, N+ के रूप में दर्शाया गया है। डिवाइस का एनोड एक भारी डोप्ड पी + परत से जुड़ा हुआ है। डिवाइस का कैथोड भारी डोप्ड N+ लेयर से जुड़ा है। गेट एक और भारी डोप वाले पी+ क्षेत्र से भी जुड़ा है। जीटीओ की संरचना नीचे दिखाई गई है।गेट टर्नऑफ थाइरिस्टर स्ट्रक्चर ऑपरेशन गेट टर्नऑफ थाइरिस्टर के संचालन को समझने के लिए, किसी को इसके टर्न ऑन और टर्न ऑफ मैकेनिज्म दोनों को देखना होगा। एससीआर के समान मैकेनिज्म को चालू करें, कैथोड के संबंध में एक सकारात्मक पल्स लगाकर जीटीओ को चालू किया जा सकता है, इसके गेट टर्मिनल तक। लेकिन जीटीओ की यह टर्न ऑन प्रक्रिया एससीआर की तरह विश्वसनीय नहीं है। टर्न ऑफ मैकेनिज्म गेट टर्नऑफ थाइरिस्टर को बंद करने के लिए, गेट टर्मिनल पर कैथोड के संबंध में एक नकारात्मक गेट पल्स लगाया जाता है। नेगेटिव पल्स पर एप्लिकेशन चार्ज कैरियर्स को एनोड और गेट क्षेत्रों से खाली कर देता है। आमतौर पर, जीटीओ में रिवर्स वोल्टेज को ब्लॉक करने की क्षमता होती है। लेकिन इसकी अवरुद्ध करने की क्षमता कम होती है। इसलिए, GTO के टर्निंग ऑफ रेजिस्टेंस को बढ़ाने के लिए समानांतर में जुड़े हुए हैं। GTO जो रिवर्स वोल्टेज को ब्लॉक कर सकता है, उसे Symmetrical GTO Thyristors, S-GTO के नाम से जाना जाता है। जीटीओ जो रिवर्स वोल्टेज को ब्लॉक नहीं कर सकता है उसे एसिमेट्रिकल जीटीओ थायरिस्टर्स, ए-जीटीओ के रूप में जाना जाता है। S-GTO का उपयोग करंट सोर्स इनवर्टर के रूप में किया जाता है। A-GTO का उपयोग वोल्टेज स्रोत इनवर्टर, DC ट्रैक्शन हेलिकॉप्टर के रूप में किया जाता है। VI विशेषताएँ GTO की VI विशेषताओं में निम्नलिखित शामिल हैं। रिवर्स बायस विशेषताएँ रिवर्स बायस स्थिति में, कैथोड एनोड के संबंध में सकारात्मक है। इस बिंदु पर, एन+लेयर, पी-लेयर जंक्शन रिवर्स बायस्ड के साथ-साथ एन-लेयर, पी+ लेयर जंक्शन होगा। इस प्रकार, ये दो उलटे बायस्ड जंक्शन कैथोड से एनोड तक करंट के प्रवाह की अनुमति नहीं देंगे। नतीजतन, रिवर्स-बायस्ड स्थिति में होने पर डिवाइस में एक बहुत ही मामूली करंट प्रवाहित होता है। जब इस क्षेत्र में ब्रेकडाउन होता है, तो एक बड़ा करंट प्रवाह होता है। फॉरवर्ड बायस विशेषताएँ फॉरवर्ड बायस स्थिति में, कैथोड के संबंध में एनोड सकारात्मक होता है। अब, N+, P जंक्शन, और N-, P+ जंक्शन दोनों ही फॉरवर्ड बायस्ड स्थिति में हैं। यहाँ, केंद्रीय जंक्शन, P,-N रिवर्स बायस्ड हो जाता है। इसके कारण जंक्शन के टूटने से पहले केवल थोड़ी मात्रा में करंट प्रवाहित होता है। इस बिंदु पर, यदि एक सकारात्मक पल्स लगाया जाता है, तो ब्रेकडाउन होता है और डिवाइस चालू हो जाता है। टूटने के बाद सर्किट में बड़ी मात्रा में करंट प्रवाहित होता है। एक बार डिवाइस चालू हो जाने पर, जीटीओ को बंद करने के लिए एक नेगेटिव गेट पल्स लगाना पड़ता है। यहां, लागू नकारात्मक गेट पल्स एनोड वोल्टेज का एक तिहाई से एक-पांचवां होना चाहिए। यानी 1/3 * एनोड वोल्टेज। डिवाइस खरीदते समय इस गेट रेटिंग का भी ध्यान रखना चाहिए।GTO विशेषताएँ 1600v की VI रेटिंग वाले गेट टर्नऑफ थाइरिस्टर के लिए, 350A टर्न ऑन वोल्टेज 3.4 वोल्ट है। GTO का टर्न ऑन टाइम 2 माइक्रोसेकंड है जो SCR से काफी तेज है जिसे ऑन करने में 8 माइक्रोसेकंड लगते हैं। जीटीओ एससीआर से दस गुना तेज है। GTO का टर्न ऑफ टाइम 15 माइक्रोसेकंड है। जीटीओ 1kHz जितनी अधिक आवृत्ति पर काम कर सकता है। जीटीओ को चालू करने के लिए लगाया जाने वाला गेट करंट 2 एम्पीयर है और टर्न ऑफ के लिए आवश्यक गेट वोल्टेज 200 एम्पीयर है, जो कि बहुत अधिक है। इसके कारण जीटीओ के गेट टर्मिनल पर एक जटिल सर्किट डिजाइन की आवश्यकता होती है। बाजार में जीटीओ के नए संस्करण पेश किए गए हैं जिन्हें इंटीग्रेटेड गेट कम्यूटेटेड थायरिस्टर्स, आईजीसीटी के नाम से जाना जाता है, जिसमें गेट टर्मिनल पर एक इन-बिल्ट एम्पलीफायर था, इसलिए डिवाइस कम टर्न ऑफ करंट पर काम कर सकता है। एप्लीकेशन जीटीओ के अनुप्रयोगों में निम्नलिखित शामिल हैं जीटीओ का इस्तेमाल एसी ड्राइवर, डीसी हेलिकॉप्टर, डीसी सर्किट ब्रेकर और इंडक्शन हीटिंग सिस्टम में किया जाता है। इन्हें हाई-पावर इनवर्टर और वेरिएबल-स्पीड मोटर ड्राइव में भी लगाया जाता है। आजकल, गेट टर्नऑफ थायरिस्टर्स को इंटीग्रेटेड गेट-कम्यूटेड थायरिस्टर्स द्वारा प्रतिस्थापित किया जा रहा है। टर्न ऑफ प्रक्रिया में सहायता के लिए, समानांतर में बड़ी संख्या में थाइरिस्टर को जोड़कर गेट टर्नऑफ थाइरिस्टर का निर्माण किया जाता है। डिवाइस को चालू करने के बाद भी, बेहतर विश्वसनीयता के लिए, गेट करंट की कम से कम थोड़ी मात्रा को बनाए रखना पड़ता है। गेट टर्नऑफ थाइरिस्टर में एक स्नबर सर्किट भी दिया गया है, जो टर्न ऑन प्रोसेस के दौरान डिवाइस को ओवरहीटिंग और डैमेज से बचाता है। गेट टर्नऑफ थाइरिस्टर को बंद करने के लिए कौन सा करंट लगाया जाता है?

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