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功率晶体管功率晶体管是一种高压、高电流、高功率的电子元件。
它是一种半导体器件，能够将小信号控制大电流，被广泛应用于各种电力电子设备中，如变频器、电源、电机驱动器等。
本文将从功率晶体管的原理、结构、工作特性以及应用领域等方面进行介绍。
一、功率晶体管的原理功率晶体管（Power MOSFET）是一种基于金属氧化物半导体场效应晶体管（MOSFET）的半导体器件。
与普通MOSFET相比，功率晶体管主要区别在于其耐压、耐电流、导通损耗等方面更为优越。
功率晶体管的核心部件是PN结，其结构如图1所示。
图1：功率晶体管结构示意图PN结是由P型半导体和N型半导体组成的结构，它是功率晶体管的主要控制部件。
PN结的导通与截止是通过场效应晶体管的栅电压来控制的。
栅极上的正向偏置电压会使得栅源之间形成一个电场，这个电场会影响PN结的导通与截止。
当栅极电压为零或负电压时，PN结截止，功率晶体管处于关闭状态，不导电；当栅极电压为正电压时，PN结导通，功率晶体管处于导通状态，可以通过电流。
二、功率晶体管的结构功率晶体管的结构主要包括栅极、漏极、源极、衬底等部分。
其中，源极和漏极是功率晶体管的输出端和输入端，栅极则是功率晶体管的控制端。
衬底则是功率晶体管的基底，通常与源极相连，用于固定源极电位。
功率晶体管的结构示意图如图2所示。
图2：功率晶体管结构示意图三、功率晶体管的工作特性功率晶体管的工作特性主要包括导通电阻、开关速度、漏电流等。
其中，导通电阻是功率晶体管的重要指标，它决定了功率晶体管的导通损耗。
开关速度则决定了功率晶体管的开关频率，漏电流则影响功率晶体管的工作温度和可靠性。
1.导通电阻功率晶体管的导通电阻主要由PN结的电阻、漏极电阻和接触电阻等组成。
其中，PN结的电阻和漏极电阻是功率晶体管的主要导通电阻。
为了降低功率晶体管的导通电阻，可以采用优化材料、优化结构和优化工艺等措施。
2.开关速度功率晶体管的开关速度主要由栅电容、栅电阻、栅驱动电路等因素决定。
选择题1．功率晶体管GTR从高电压小电流向低电压大电流跃变的现象称为(B)。
（A）一次击穿（B）二次击穿（C）临界饱和（D）反向截止2．逆导晶闸管是将大功率二极管与何种器件集成在一个管芯上而成(B)。
（A）大功率三极管（B）逆阻型晶闸管（C）双向晶闸管（D）可关断晶闸管3．在晶闸管应用电路中，为了防止误触发应将幅值限制在不触发区的信号是(C)。
（A）干扰信号（B）触发电压信号（C）触发电流信号（D）干扰信号和触发信号4．当晶闸管承受反向阳极电压时，不论门极加何种极性触发电压，管子都将工作在(B)。
（A）导通状态（B）关断状态（C）饱和状态（D）不定5．单相半波可控整流电阻性负载电路中，控制角α的最大移相范围是(D)。
（A）90°（B）120°（C）150°（D）180°6．单相全控桥大电感负载电路中，晶闸管可能承受的最大正向电压为(B)。
（A）U2 （B）U2 （C）2U2 （D） U27．单相全控桥电阻性负载电路中，晶闸管可能承受的最大正向电压为(C)。
（A） U2 （B）2U2 （C） U2 （D） U28．电力二极管的工作特性可概括为(A)。
（A）单向导通（B）单相运行（C）全控器件（D）单相逆变9．快速熔断器可以用于过电流保护的电力电子器件是(D)。
（A）功率晶体管（B）IGBT （C）功率MOSFET （D）晶闸管 10．三相半波可控整流电路的自然换相点是(B)。
（A）交流相电压的过零点（B）本相相电压与相邻相电压正半周的交点处（C）比三相不控整流电路的自然换相点超前30°（D）比三相不控整流电路的自然换相点滞后60°11．单相全控桥式整流大电感负载电路中，控制角α的移相范围是(A)。
（A）0°～90°（B）0°～180°（C）90°～180°（D）180°～360° 12．对于三相半波可控整流电路，换相重叠角γ与哪几个参数有关(A)。
电力二极管和晶闸管讲义课件一、引言本讲义课件旨在介绍电力二极管和晶闸管的根本概念、工作原理以及应用领域。
电力二极管和晶闸管是电子器件中非常重要的组成局部，对于电力系统的平安运行和电能的调控起着至关重要的作用。
通过学习本讲义，您将能够了解到电力二极管和晶闸管的特性以及在实际应用中的具体用途。
二、电力二极管2.1 根本概念电力二极管，也称为肖特基二极管，是一种具有单向导电特性的半导体器件。
它由P型半导体和N型半导体组成，其中P型半导体为阳极〔A〕端，N型半导体为阴极〔K〕端。
当正向电压作用于二极管时，电流能够从阳极端流向阴极端；而当反向电压作用于二极管时，电流几乎不会通过二极管。
2.2 工作原理电力二极管的导电特性是由肖特基效应产生的。
肖特基效应是指当P型半导体和N型半导体相接触时，由于能带结构的不连续性，形成一个肖特势垒。
在正向电压作用下，势垒降低，电子能够克服势垒，从P型半导体向N型半导体注入，形成电流；而在反向电压作用下，势垒增加，阻碍电流的流动。
2.3 应用领域电力二极管在电力系统中有着广泛的应用。
其主要作用是实现电能的整流，即将交流电转换成直流电。
电力二极管可以作为整流器使用，将交流电源转换为电流仅在一个方向上流动的直流电源。
此外，电力二极管还可以用于电压倍增电路、脉冲调制电路等方面。
三、晶闸管3.1 根本概念晶闸管是一种具有控制特性的高功率半导体器件。
它由四层半导体构成，包括三个PN结。
晶闸管有三个主要引脚，包括阳极〔A〕、阴极〔K〕和控制极〔G〕。
晶闸管的主要特点是具有单向导通性和双向控制性，其导通与截止状态可通过控制极上的信号进行控制。
3.2 工作原理晶闸管的导通与截止是由PN结的正向偏置与反向偏置来控制的。
当控制极施加正向脉冲信号时，PN结之间的势垒会降低，使得晶闸管导通；而当控制极施加反向脉冲信号或不施加信号时，PN结之间的势垒会增加，使得晶闸管截止。
3.3 应用领域晶闸管在电力系统中有着广泛的应用。
电力电子课后作业讲解填空题电力电子技术包括电力电子器件、电力电子电路和控制技术3个部分。
现代电力电子器件分为不可控型器件、半控型器件和全控型器件三类。
电力二极管的主要类型有普通二极管、快恢复二极管和肖特基二极管三种。
晶闸管的外形大致有塑封形、平板型和螺栓形三种。
晶闸管额定电流与有效值电流的关系 IT=1.57IT(AV)。
双向晶闸管的门极控制方式有两种：移向触发和过零触发。
2.判断题（×）1）普通晶闸管内部有两个PN结。
（×）2）普通晶闸管外部有3电极，分别是基极、发射极和集电极。
（√）3）型号为KP50-7的半导体器件，是一额定电流为50A的普通晶闸管。
（×）4)只要让加在晶闸管两端的电压减小为零，晶闸管就会关断。
（×）5）只要给门极加上触发电压，晶闸管就导通。
（×）6）晶闸管加上阳极电压后，不给门极加触发电压，晶闸管就会导通。
（×）7）加在晶闸管门极上的触发电压，最高不得超过100V。
3.选择题1）在型号KP100-10G中，数字10表示（ C ）。
A、额定电压为10VB、额定电流为10AC、额定电压为1000VD、额定电流为100A2)晶闸管内部有（ C ）PN结。
A、1个B、2个C、3个D、4个3）晶闸管的3个引出电极分别是（ B ）A、阳极、阴极、栅极B、阳极、阴极、门极C、栅极、漏极、源极D、发射极、基极、集电极4）普通晶闸管的额定通态电流是用（ A ）表示。
A、流过晶闸管的平均电流B、直流输出平均电流C、整流输出电流有效值D、交流有效值5）当晶闸管承受反向阳极电压时，不论门极加何种极性触发电压，管子都将工作在（ B ）A、导通状态 B、关断状态 C、饱和状态 D、不定6）处于阻断状态的晶闸管，只有在阳极与阴极间加正向电压，且在门极与阴极间作（ C ）处理才能使其开通。
A、并联一电容B、串联一电感C、加正向触发电压D、加反向触发电压7）在晶闸管工作过程中，管子本身产生的管耗等于管子两端电压乘以（ A ）A、阳极电流B、门极电流C、阳极电流与门极电流之差D、阳极电流与门极电流之和填空题典型的全控型器件主要有门极可关断晶闸管、电力晶体管、电力场效应晶体管和绝缘栅双型晶体管四种。
