電力電子技術(shù)第2章習(xí)題及答案

第2章習(xí)題（2）第1部分：填空題1.GTO的多元結(jié)構(gòu)是為了便于實(shí)現(xiàn)門極控制關(guān)斷而設(shè)計(jì)的。2.GTO的開通控制方式與晶閘管相似，但是可以通過在門極施加負(fù)的脈沖電流使其關(guān)斷。3.GTO導(dǎo)通過程與普通晶閘管一樣，只是導(dǎo)通時(shí)飽和程度較淺,導(dǎo)通時(shí)管壓降增大。4.GTO最大可關(guān)斷陽(yáng)極電流與門極負(fù)脈沖電流最大值IGM之比稱為電流關(guān)斷增益,該值一般很小，只有5左右，這是GTO的一個(gè)主要缺點(diǎn)。5.GTR導(dǎo)通的條件是：集電極承受正電壓（NPN型）且基極施加驅(qū)動(dòng)電流。6.在電力電子電路中GTR工作在開關(guān)狀態(tài),在開關(guān)過程中，在截止區(qū)和飽和區(qū)之間過渡時(shí)，要經(jīng)過放大區(qū)。7.電力MOSFET導(dǎo)通的條件是：漏源極間加正電源且在柵源極間加正電壓UGS，且大于開啟電壓。8.電力MOSFET的漏極伏安特性中的三個(gè)區(qū)域與GTR共發(fā)射極接法時(shí)的輸出特性中的三個(gè)區(qū)域有對(duì)應(yīng)關(guān)系，其中前者的截止區(qū)對(duì)應(yīng)后者的截止區(qū)、前者的飽和區(qū)對(duì)應(yīng)后者的放大區(qū)、前者的非飽和區(qū)對(duì)應(yīng)后者的放大區(qū)。9.電力MOSFET的通態(tài)電阻具有正溫度系數(shù)。10.IGBT是由MOSFET和GTR兩類器件取長(zhǎng)補(bǔ)短結(jié)合而成的復(fù)合器件。11.IGBT導(dǎo)通的條件是：集射極間加正電源且uGE大于開啟電壓UGE(th)。12.IGBT的輸出特性分為三個(gè)區(qū)域，分別是：阻斷區(qū)、有源區(qū)和飽和區(qū)。IGBT的開關(guān)過程，是在阻斷區(qū)和飽和區(qū)之間切換。13.IGCT由IGBT和GTO兩類器件結(jié)合而成的復(fù)合器件，目前正在與IGBT等新型器件激烈競(jìng)爭(zhēng)，試圖最終取代GTO在大功率場(chǎng)合的位置。14.將多個(gè)電力電子器件封裝在一個(gè)模塊中，稱為功率模塊。15.與單管器件相比，功率模塊的優(yōu)點(diǎn)是：可縮小裝置體積、減小線路電感。16.功率集成電路將功率器件與邏輯、控制、保護(hù)、傳感、檢測(cè)、自診斷等信息電子電路制作在同一芯片上。17.功率集成電路實(shí)現(xiàn)了電能和信息的集成，成為機(jī)電一體化的理想接口。18.按照載流子參與導(dǎo)電的情況,，可將電力電子器件分為:單極型、雙極型和復(fù)合型三類。19.在如下器件：電力二極管（PowerDiode）、晶閘管（SCR）、門極可關(guān)斷晶閘管（GTO）、電力晶體管（GTR）、電力場(chǎng)效應(yīng)管（電力MOSFET）、絕緣柵雙極型晶體管（IGBT）中，屬于不可控器件的是電力二極管，屬于半控型器件的是SCR，屬于全控型器件的是GTO,GTR,電力MOSFET,IGBT；屬于單極型電力電子器件的有電力MOSFET，屬于雙極型器件的有電力二極管,SCR,GTO,GTR，屬于復(fù)合型電力電子器件得有IGBT；在可控的器件中，容量最大的是SCR，工作頻率最高的是電力MOSFET，屬于電壓驅(qū)動(dòng)的是電力MOSFET,IGBT，屬于電流驅(qū)動(dòng)的是SCR,GTO,GTR。第2部分：簡(jiǎn)答題1.GTO和普通晶閘管同為PNPN結(jié)構(gòu)，為什么GTO能夠自關(guān)斷，而普通晶閘管不能？答：GTO能夠通過門極關(guān)斷的原因是其與普通晶閘管有如下區(qū)別：（1）設(shè)計(jì)α2較大，使晶體管V2控制靈敏，易于關(guān)斷GTO。（2）導(dǎo)通時(shí)α1+α2更接近1，導(dǎo)通時(shí)接近臨界飽和，有利門極控制關(guān)斷，但導(dǎo)通時(shí)管壓降增大。（3）多元集成結(jié)構(gòu)，使得P2基區(qū)橫向電阻很小，能從門極抽出較大電流。2.試說明IGBT、GTR、GTO和電力MOSFET各自的優(yōu)缺點(diǎn)。答：GTR的容量中等，工作頻率一般在10kHz以下，所需驅(qū)動(dòng)功率較大，耐壓高，電流大，開關(guān)特性好，。GTO：容量大，但驅(qū)動(dòng)復(fù)雜，速度低，電流關(guān)斷增益很小，功耗達(dá)，效率較低。MOSFET器件工作頻率最高，所需驅(qū)動(dòng)功率最小，熱穩(wěn)定性好，