从1957年可控硅面世至今，晶闸管已经历过半个世纪的发展。它的功率容量已是最初的3000多倍，并且随着可关断晶闸管的发展成熟，成功克服了普通晶闸管的缺陷，已由最初的半控型器件，发展成为全控型器件，实现了晶闸管导通后的关断能力。本文在研究普通晶闸管工作原理的基础上，分析了门极可关断晶闸管和非对称门极换流晶闸管导通机理和关断机理。为接下来的二者优化设计打下基础。对当前主流优化方法进行了讨论，包括透明阳极结构参数优化、门—阴极图形设计以及一些新结构设计进行了讨论。在介绍TCAD操作流程之后，对GCT及其衍生结构进行了模拟和优化，并得出一些重要的结论。包括透明阳极结构参数影响非对称GCT通态特性是透明阳极的杂质总量。将新结构阳极短路型GCT与非对称GCT通态特性的对比，相对于非对称GCT，阳极短路型GCT制造工艺更简单，但与非对称的性能相当。最后，对本文研究工作做了总结，阐述了未来研究工作设想，为晶闸管产业化贡献自己的力量。