【习题】3-2 绝缘栅双极型晶体管检测

《新能源汽车驱动电机及控制系统检修》习题（教师版）项目三新能源汽车电机控制器检修任务二绝缘栅双极型晶体管检测一、填空题（2分/空，共36分）1.IGBT兼有MOSFET（金氧半场效晶体管）的高输入阻抗和GTR（电力晶体管）的低导通压降两方面的优点。2.MOSFET驱动功率很小，开关速度快，但导通压降大，载流密度小；GTR饱和压降低，载流密度大，但驱动电流较大。3.IGBT的主要功能是控制交流电和直流电的转换，同时承担电压的高低转换功能，还能将电动机回收的交流电流转换成可供蓄电池充电的电流。4.简单来讲，IGBT可被视为“非通即断”的开关，导通时可被看做导线，断开时可以充当开路。5.电力电子设备中主要采用N-IGBT。6.20世纪80年代发展起来的一种电压控制型双极型复合器件，是一种由MOS和BJT组合成的复合全控型电压驱动式功率半导体器件，被认为是电动汽车的核心技术之一。7.作为MOSFET和GTR两种器件优点的“集大成者”，IGBT的驱动功率小且饱和压降低。8.在20世纪50年代，固态电子器件开始出现并逐渐替代真空管。9.在电子装置中，功率半导体IGBT是电能转换与电路控制的核心，它主要用来改变电子装置中的电压、频率和直流交流转换，以提高能量的转化效率。10.目前，IGBT是新一代功率半导体器件的中流砥柱，被业内视为电力电子技术第三次革命中最具代表性的产品。二、单选题（4分/题，共20分）1.具有驱动功率小且饱和压降低，开关速度快且开关损耗小，在高压、大电流和高速等方面具备其他功率器件不可比拟的优势的是（B）。A.MOSFETB.IGBTC.GTRD.MOSFET和GTR2.作为电力电子重要大功率主流器件之一，已经广泛应用于家用电器、交通运输、电力工程、可再生能源和智能电网等领域的是（B）。A.MOSFETB.IGBTC.GTRD.MOSFET和GTR3.电动汽车发展的转机出现在(A)。A.功率器件的革新B.芯片的革新C.半导体的革新D.功率半导体革新4.有关信息显示，在新能源汽车中，IGBT模块约占整车成本的(D)。A.15%～20%B.10%～20%C.7%～15%D.7%～10%5.MOSFET驱动功率很小，开关速度快，但(B)。A.开关速度快且开关损耗小B.导通压降大，载流密度小C.饱和压降低，载流密度大D.驱动电流较大三、判断题（4分/题，共24分）1.IGBT非常适合应用于直流电压为500V及以上的变流系统如交流电机、变频器、开关电源、照明电路、牵引传动等领域。（×）2.新能源汽车对IGBT芯片的需求非常庞大。（√）3.GTR的驱动功率小且饱和压降低，开关速度快且开关损耗小，在高压、大电流和高速等方面具备其他功率器件不可比拟的优势。（×）4.功率半导体器件是电流的开关，在关断的时候，能够保证漏电流和残余电流很小，且耐受电压很高。（√）5.功率器件的发展也为电动汽车的研发带来了更多的选择。（√）6.IGBT的高功率密度、电压驱动和宽安全工作区特性使得其成为低功率、中低频率电力电子设备的首选。（×）四、简答题（4分/题，共20分）1.想一想，您知道IGBT的主要功能有哪些吗？请您简要介绍。参考答案：IGBT的主要功能是控制交流电和直流电的转换，同时承担电压的高低转换功能，还能将电动机回收的交流电流转换成可供蓄电池充电的电流。简单来讲，IGBT可被视为“非通即断”的开关，导通时可被看做导线，断开时可以充当开路。对此，比亚迪功率器件产品总监杨钦耀的解释是：“功率半导体器件是电流的开关，在关断的时候，能够保证漏电流和残余电流很小，且耐受电压很高。在开通的时候，功率半导体器件能够保证电阻小、电流大，并且开关的时间很短。”2.您知道什么是IGBT吗？请您简要说说它的的概念。参考答案：IGBT即绝缘栅双极型晶体管，是20世纪80年代发展起来的一种电压控制型双极型复合器件，是一种由MOS（绝缘栅型场效应管）和BJT（双极型三极管）组合成的复合全控型电压驱动式功率半导体器件，被认为是电动汽车的核心技术之一。3.根据您对IGBT的了解，您知道IGBT的优点有哪些呢？请简要列举出来。参考答案：IGBT兼有MOSFET（金氧半场效晶体管）的高输入阻抗和GTR（电力晶体管）的低导通压降两方面的优点。MOSFET驱动功率很小，开关速度快，但导通压降大，载流密度小；GTR饱和压降低，载流密度大，但驱动电流较大。作为MOSFET和GTR两种器件优点的“集大成者”，IGBT的驱动功率小且饱和压降低，开关速度快且开关损耗小，在高压、大电流和高速等方面具备其他功率器件不可比拟的优势。因此，IGBT非常适合应用于直流电压为600V及以上的变流系统如交流电机、变频器、开关电源、照明电路、牵引传动等领域。4.请思考，您对功率半导体IGBT在电子装置中的应用了解吗？说一说您的理解。参考答案：在电子装置中，功率半导体IGBT是电能转换与电路控制的核心，它主要用来改变电子装置中的电压、频率和直流交流转换，以提高能量的转化效率。对比各个种类和批次的功率半导体，IGBT是其中最具代表性的产品。从功率半导体的演进历程来看，IGBT也是当之无愧的新一代功率半导体。21世纪以来，随着市场需求持续增长，IGBT工艺也在不断改进。目前，IGBT是新一代功率半导体器件的中流砥柱，被业内视为电力电子技术第三次革命中最具代表性的产品。5.在新能源汽车中，您知道IGBT的应用情况吗？请说说您对它的了解。参考答案：IGBT在新能源汽车中的应用较为普遍。在电动汽车的“三电”方面，特斯拉的ModelS使用的是三相异步驱动电机。其中，每一相的驱动控制需要28颗塑封的IGBT芯片，三相共需要84颗IGBT芯片。由此可见，新能源汽车对IGBT芯片的需求非常庞大。此外，充电桩的核心部件也离不开IGBT芯片。有关信息显示，在新能源汽车中，IGBT模块约占整车成本的7%～10%，是除电池之外所占成本第二高的元件，决定了整车的