电力电子技术第2章习题及答案

第2章习题（2）第1部分：填空题1.GTO的多元结构是为了便于实现门极控制关断而设计的。2.GTO的开通控制方式与晶闸管相似，但是可以通过在门极施加负的脉冲电流使其关断。3.GTO导通过程与普通晶闸管一样，只是导通时饱和程度较浅,导通时管压降增大。4.GTO最大可关断阳极电流与门极负脉冲电流最大值IGM之比称为电流关断增益,该值一般很小，只有5左右，这是GTO的一个主要缺点。5.GTR导通的条件是：集电极承受正电压（NPN型）且基极施加驱动电流。6.在电力电子电路中GTR工作在开关状态,在开关过程中，在截止区和饱和区之间过渡时，要经过放大区。7.电力MOSFET导通的条件是：漏源极间加正电源且在栅源极间加正电压UGS，且大于开启电压。8.电力MOSFET的漏极伏安特性中的三个区域与GTR共发射极接法时的输出特性中的三个区域有对应关系，其中前者的截止区对应后者的截止区、前者的饱和区对应后者的放大区、前者的非饱和区对应后者的放大区。9.电力MOSFET的通态电阻具有正温度系数。10.IGBT是由MOSFET和GTR两类器件取长补短结合而成的复合器件。11.IGBT导通的条件是：集射极间加正电源且uGE大于开启电压UGE(th)。12.IGBT的输出特性分为三个区域，分别是：阻断区、有源区和饱和区。IGBT的开关过程，是在阻断区和饱和区之间切换。13.IGCT由IGBT和GTO两类器件结合而成的复合器件，目前正在与IGBT等新型器件激烈竞争，试图最终取代GTO在大功率场合的位置。14.将多个电力电子器件封装在一个模块中，称为功率模块。15.与单管器件相比，功率模块的优点是：可缩小装置体积、减小线路电感。16.功率集成电路将功率器件与逻辑、控制、保护、传感、检测、自诊断等信息电子电路制作在同一芯片上。17.功率集成电路实现了电能和信息的集成，成为机电一体化的理想接口。18.按照载流子参与导电的情况,，可将电力电子器件分为:单极型、双极型和复合型三类。19.在如下器件：电力二极管（PowerDiode）、晶闸管（SCR）、门极可关断晶闸管（GTO）、电力晶体管（GTR）、电力场效应管（电力MOSFET）、绝缘栅双极型晶体管（IGBT）中，属于不可控器件的是电力二极管，属于半控型器件的是SCR，属于全控型器件的是GTO,GTR,电力MOSFET,IGBT；属于单极型电力电子器件的有电力MOSFET，属于双极型器件的有电力二极管,SCR,GTO,GTR，属于复合型电力电子器件得有IGBT；在可控的器件中，容量最大的是SCR，工作频率最高的是电力MOSFET，属于电压驱动的是电力MOSFET,IGBT，属于电流驱动的是SCR,GTO,GTR。第2部分：简答题1.GTO和普通晶闸管同为PNPN结构，为什么GTO能够自关断，而普通晶闸管不能？答：GTO能够通过门极关断的原因是其与普通晶闸管有如下区别：（1）设计α2较大，使晶体管V2控制灵敏，易于关断GTO。（2）导通时α1+α2更接近1，导通时接近临界饱和，有利门极控制关断，但导通时管压降增大。（3）多元集成结构，使得P2基区横向电阻很小，能从门极抽出较大电流。2.试说明IGBT、GTR、GTO和电力MOSFET各自的优缺点。答：GTR的容量中等，工作频率一般在10kHz以下，所需驱动功率较大，耐压高，电流大，开关特性好，。GTO：容量大，但驱动复杂，速度低，电流关断增益很小，功耗达，效率较低。MOSFET器件工作频率最高，所需驱动功率最小，热稳定性好，