GTO (“Gate Turn-Off Thyristor”)

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. Con el avance de la tecnología en el 

desarrollo de dispositivos semiconductores, se han encontrado nuevas soluciones para mejorar 

tales componentes que hacen que hoy ocupen una franja significa dentro de la electrónica de 

potencia, especialmente en aquellas aplicaciones de elevada potencia,  con dispositivos que 

alcanzan los 5000 V y los 4000 A. 

Como se ha visto en los apartados anteriores, uno de los inconvenientes de los 

tiristores tipo SCR o TRIAC es que no tenemos control externo por parte del usuario del paso 

de conducción a bloqueo. Para aquellas aplicaciones en las que nos interese poder bloquear un 

interruptor de potencia en cualquier instante es necesario utilizar otro tipo de semiconductores 

diferentes a los SCRs o TRIACs.   Dispositivos de Electrónica de Potencia 

El GTO es un tiristor con capacidad externa de bloqueo. La puerta permite controlar 

las dos transiciones: paso de bloqueo a conducción y viceversa. El símbolo utilizado para el 

GTO se muestra en la siguiente figura (Fig. 2.12), así como su estructura interna en dos 

dimensiones.  

PRINCIPIO DEL FUNCIONAMIENTO

El GTO tiene una estructura de 4 capas, típica de los componentes de la familia de los 
tiristores. Su característica principal es su capacidad de entrar en conducción y bloquearse a 
través de señales adecuadas en el terminal de puerta G. 
El mecanismo de disparo es parecido al  del SCR: suponiendo que está directamente 
polarizado, cuando se le inyecta corriente a la puerta, circula corriente entre puerta y cátodo. 
Como la capa de la puerta es suficientemente  fina, gran parte de los portadores se mueven 
hasta la capa N adyacente, atravesando la barrera de potencial y siendo atraídos por el 
potencial del ánodo, dando inicio  a la corriente anódica. Si ésta corriente se mantiene por 
encima de la corriente de mantenimiento, el dispositivo no necesita de la señal de puerta para 
mantenerse en conducción. 
   
La figura 2.13 muestra una representación simplificada de los procesos de entrada y 
salida de conducción del GTO. 
La aplicación de una polarización inversa en la unión puerta-cátodo puede llevar a la 
abertura o bloqueo del GTO. Portadores libres (agujeros) presentes en las capas centrales del 
dispositivo son atraídas por la  puerta, haciendo que sea posible el restablecimiento de la 
barrera de potencial en la unión J2. 
Aparentemente tal comportamiento también sería posible en el SCR. Pero, en realidad,   Dispositivos de Electrónica de Potencia 
las diferencias están en el nivel de construcción del componente. El funcionamiento como 
GTO depende, por ejemplo, de factores como: 
• 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.

PROCESO DE COMUNICACION ABERTURA Y CIERRE DEL GTO

   CARACTERISTICAS ESTATICAS ( CORRIENTE Y TENSION) DEL GTO

Si la corriente por la puerta es positiva, el semiconductor pasará del estado “OFF” al 

estado “ON”. Por el contrario, si la corriente por la puerta es negativa, el semiconductor 

dejará de conducir, pasando del estado de “ON” a “OFF”. 

Con ello se tiene un control total del estado del semiconductor en cualquier momento. 

Nótese que al tratarse de un tiristor, la corriente sólo puede circular de ánodo a cátodo, pero 

no en sentido contrario. Evidentemente, este dispositivo es más caro que un SCR y además el 

rango de tensiones y corrientes  es más pequeño que en el caso de los SCRs. En general se 

suelen llegar a potencias entorno a los 500kW como máximo. La tensión ánodo-cátodo en 

conducción directa también es más elevada que para los tiristores convencionales.