晶閘管是四層三端器件，有三個PN結J1、J2和JBOY3樂隊。圖1顯示中間的NP可以分成兩部分，形成PNP三極管和NPN三極管的復合管。

　　當晶閘管承受正向陽極電壓時，為了使晶閘管導通，承受反向電壓的PN結J2必須失去阻斷作用。因此，當有足夠的柵極電流Ig流入兩個相互復合的晶體管電路時，就會形成很強的正反饋，導致兩個晶體管飽和導通，晶體管飽和導通。

　　設PNP管和NPN管的集電極電流為Ic1和Ic2分別是；發射極電流分別為Ia和ik；電流放大系數分別為a1=Ic1/Ia和a2=Ic2/Ik，流經J2結的反向漏電流為Ic0。

　　晶閘管的陽極電流等于兩個管的集電極電流和漏電流之和:

　　Ia=Ic1+Ic2+Ic0或Ia=a1Ia+a2Ik+Ic0。

　　如果柵極電流為Ig，則晶閘管的陰極電流為Ik=Ia+Ig。

　　可以得出晶閘管的陽極電流為:I = (IC0+IGA2)/(1-(A1+A2)) (1-1)。

　　硅PNP晶體管和硅NPN晶體管對應的電流放大系數a1和a2隨發射極電流的變化而急劇變化，如圖3所示。

　　當晶閘管受到正向陽極電壓而門極沒有受到正向陽極電壓時，在式(1-1)中，ig = 0且(a1+a2)很小，因此晶閘管的陽極電流Ia≈Ic0處于正向阻斷狀態。當晶閘管處于正陽極電壓時，電流Ig從柵極g流入，由于足夠大的Ig流過NPN管的發射極結，啟動電流的放大系數a2增大，足夠大的電極電流Ic2流過PNP管的發射極結，PNP管的電流放大系數a1增大，使得更大的電極電流Ic1流過NPN管的發射極結。這種強有力的正反饋過程進展迅速。由圖3可知，當a1和a2隨著發射極電流的增加為(a1+a2)≈1時，公式(1-1)中的分母為1-(a1+a2)≈0，從而增加了晶閘管的陽極電流Ia。這時， 流過晶閘管的電流完全由主回路電壓和回路電阻決定。晶閘管處于正向導通狀態。

　　式(1-1)中，晶閘管開通后，1-(a1+a2)≈0，即使此時柵極電流Ig=0，晶閘管也能保持原來的陽極電流Ia繼續開通。晶閘管開通后，門極就失去了作用。

　　晶閘管開通后，如果不斷降低電源電壓或增大回路電阻，使陽極電流Ia降低到保持電流IH以下，由于a1和a1下降很快，當1-(a1+a2)≈0時，晶閘管將恢復阻斷狀態。

　　GTO(gate turn-off晶閘管)也稱為門控晶閘管。它的主要特點是當負觸發信號加到門極時，晶閘管能自動關斷。

　　如前所述，普通晶閘管(SCR)被正柵極信號觸發后，即使信號被移除，它也可以保持導通。為了關斷它，必須切斷電源，使正向電流低于保持電流IH，或者施加強反向電壓來關斷它。這就需要增加整流電路，不僅增加了設備的體積和重量，而且降低了效率，造成波形失真和噪聲。關斷晶閘管克服了上述缺陷。它既保留了普通晶閘管耐壓高、電流大的優點，又具有自關斷能力，使用方便。是一種理想的高壓大電流開關器件。GTO的容量和壽命超過了巨晶體管(GTR)， 但是工作頻率低于GTR。GTO達到了3000A和4500V的容量。大功率可關斷晶閘管已廣泛應用于斬波調速、變頻調速、逆變電源等領域，顯示出強大的生命力。

　　可關斷晶閘管也屬于PNPN的四層三端器件，其結構和等效電路與普通晶閘管相同，所以圖1只描繪了典型GTO產品的形狀和符號。大功率GTO大多以模塊化形式制造。

　　GTO和SCR雖然觸發導通原理相同，但關斷原理和關斷方式完全不同。這是因為普通晶閘管在導通后是脫離深度飽和狀態的，而GTO只有在導通后才能達到臨界飽和，所以可以通過加一個負觸發信號來關斷GTO門。GTO的一個重要參數是關斷增益βoff，它等于陽極關斷電流IATM與柵極負電流IGM之比。有個公式βoff=IATM/IGM。

　　一般βoff是幾倍到幾十倍。βoff值越大，柵極電流對陽極電流的控制能力越強。顯然，βoff與長盛的hFE參數頗為相似。

　　下面介紹用萬用表判斷GTO電極，檢查GTO的觸發能力和關斷能力，估算關斷增益βoff的方法。

　　1.確定GTO的電極

　　將萬用表設在R×1檔，測量任意兩腳之間的電阻。只有當黑色手寫筆接G極，紅色手寫筆接K極時，電阻才低，其他情況下電阻無窮大。由此可以快速確定G極和K極，剩下的就是A極了。

　　2.檢查觸發能力

　　如圖2(a)所示，首先將表I的黑色手寫筆接在A極，紅色手寫筆接在K極，電阻無窮大；然后，黑色手表的尖端也同時觸碰到G極，隨著正觸發信號，表針向右偏轉到低阻值，這表示GTO已經開啟；G極斷開后，只要GTO保持導通，就說明被測管具有觸發能力。

　　3.核對能力

　　現在用雙表法來檢驗GTO的關斷能力。如圖2(b)所示，表一的檔位和連接保持不變。將表II設置為R×10，紅色觸針連接到G極，黑色觸針連接到K極，并施加負觸發信號。如果表I的指針設置到左邊無限遠的位置，證明GTO有關閉的能力。

　　4.估計關斷增益βoff。

　　進行到步驟3時，先不要進入表II，記下g to開啟時表I的正向偏轉單元數n1；然后連接表二強制關斷GTO，記下表二中的正偏轉柵號n2。然后根據讀取電流法估算關斷增益，如下所示:

　　βoff=IATM/IGM≈IAT/IG=K1n1/K2n2

　　式中，k1為表I中R×1時的電流比例系數；

　　K2 ——表二中R×10時的電流比例系數。

　　βoff≈10×n1/n2

　　這個公式的好處是不需要詳細計算IAT和IG的值，只要讀出對應的指針的正向偏轉格數，就可以快速估算出關斷增益值。