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电力电子题库（第一章第四章）《电力电子技术》机械工业出版社命题人马宏松第一章功率二极管和晶闸管知识点：功率二极管的符号，特性，参数晶闸管的符号、特性、参数、工作原理双向晶闸管的符号、特性、参数、工作原理可关断晶闸管的符号、特性、参数、工作原理一、填空题1、自从_1956____年美国研制出第一只晶闸管。
2、晶闸管具有体积小、重量轻、损耗小、控制特性好等特点。
3、晶闸管的三个极分别为阳极、阴极、门极4、晶闸管导通的条件：在晶闸管的阳极和阴极间加正向电压，同时在它的阴极和门极间也加正向电压，两者缺一不可。
5、晶闸管一旦导通，门极即失去控制作用。
6、晶闸管的关断条件：使流过晶闸管的阳极电流小于维持电流7、双向晶闸管的四种触发方式：I+触发方式I-触发方式Ⅲ+触发方式Ⅲ-触发方式。
8、GTO的开通时间由延迟时间和上升时间组成。
9、GTO的关断时间由存储时间、下降时间、和尾部时间10、功率二极管的导通条件：加正向电压导通，加反向电压截止。
11、对同一晶闸管，维持电流IH与擎住电流IL在数值大小上有IL___>_____IH12、晶闸管断态不重复电压UDSM与转折电压UBO数值大小上应为，UDSM__<______ubo>13、普通晶闸管内部有两个PN结,，外部有三个电极，分别是阳极A极阴极K极和门极G极。
14、晶闸管在其阳极与阴极之间加上正向电压的同时，门极上加上触发电压，晶闸管就导通。
15、、晶闸管的工作状态有正向阻断状态，正向导通状态和反向阻断状态。
16、某半导体器件的型号为KP50—7的，其中KP表示该器件的名称为普通晶闸管，50表示额定电流50A，7表示额定电压700V17、只有当阳极电流小于维持电流电流时，晶闸管才会由导通转为截止。
18、当增大晶闸管可控整流的控制角α，负载上得到的直流电压平均值会减小二、判断题1、第一只晶闸管是1960年诞生的。
（错）2、1957年至1980年称为现代电力电子技术阶段。
电子电力课后习题答案第一章电力电子器件1、1 使晶闸管导通得条件就是什么？答:使晶闸管导通得条件就是:晶闸管承受正相阳极电压,并在门极施加触发电流(脉冲)。
或者UAK >0且UGK>01、2 维持晶闸管导通得条件就是什么？怎样才能使晶闸管由导通变为关断？答:维持晶闸管导通得条件就是使晶闸管得电流大于能保持晶闸管导通得最小电流,即维持电流。
1、3 图1－43中阴影部分为晶闸管处于通态区间得电流波形,各波形得电流最大值均为Im ,试计算各波形得电流平均值Id1、Id2、Id3与电流有效值I1、I2、I3。
解:a) Id1=I1=b) Id2=I2=c) Id3=I3=1、4、上题中如果不考虑安全裕量,问100A得晶阐管能送出得平均电流Id1、Id2、Id3各为多少?这时,相应得电流最大值Im1、Im2、Im3各为多少?解:额定电流IT(AV)=100A得晶闸管,允许得电流有效值I=157A,由上题计算结果知a) Im1A, Id10、2717Im189、48Ab) Im2 Id2c) Im3=2I=314 Id3=1、5、GTO与普通晶闸管同为PNPN结构,为什么GTO能够自关断,而普通晶闸管不能?答:GTO与普通晶阐管同为PNPN结构,由P1N1P2与N1P2N2构成两个晶体管V1、V2,分别具有共基极电流增益与,由普通晶阐管得分析可得,就是器件临界导通得条件。
两个等效晶体管过饱与而导通;不能维持饱与导通而关断。
GTO之所以能够自行关断,而普通晶闸管不能,就是因为GTO与普通晶闸管在设计与工艺方面有以下几点不同:l)GTO在设计时较大,这样晶体管V2控制灵敏,易于GTO关断;2)GTO导通时得更接近于l,普通晶闸管,而GTO则为,GTO得饱与程度不深,接近于临界饱与,这样为门极控制关断提供了有利条件;3)多元集成结构使每个GTO元阴极面积很小,门极与阴极间得距离大为缩短,使得P2极区所谓得横向电阻很小,从而使从门极抽出较大得电流成为可能。
第一章电力电子器件1.1 使晶闸管导通的条件是什么？答：使晶闸管导通的条件是：晶闸管承受正相阳极电压，并在门极施加触发电流（脉冲）。
或者U AK >0且U GK>01.2 维持晶闸管导通的条件是什么？怎样才能使晶闸管由导通变为关断？答：维持晶闸管导通的条件是使晶闸管的电流大于能保持晶闸管导通的最小电流，即维持电流。
1.3 图1－43中阴影部分为晶闸管处于通态区间的电流波形，各波形的电流最大值均为I m ，试计算各波形的电流平均值I d1、I d2、I d3与电流有效值I1、I2、I3。
解：a) I d1=Im2717.0)122(2Im)(sinIm214≈+=⎰πωπππtI1=Im4767.021432Im)()sin(Im2142≈+=⎰πϖπππwtdtb) I d2=Im5434.0)122(2Im)(sinIm14=+=⎰wtd tππϖπI2=Im6741.021432Im2)()sin(Im142≈+=⎰πϖπππwtdtc) I d3=⎰=2Im41)(Im21πωπtdI3=Im21)(Im2122=⎰tdωππ1.4.上题中如果不考虑安全裕量,问100A的晶阐管能送出的平均电流I d1、I d2、I d3各为多少?这时，相应的电流最大值I m1、I m2、I m3各为多少?解：额定电流I T(AV)=100A的晶闸管，允许的电流有效值I=157A,由上题计算结果知a) I m135.3294767.0≈≈I A, I d1≈0.2717I m1≈89.48A b) I m2,90.2326741.0A I ≈≈ I d2A I m 56.1265434.02≈≈ c) I m3=2I=314I d3=5.78413=m I1.5.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 和普通晶阐管同为PNPN 结构，由P1N1P2和N1P2N2构成两个晶体管V1、V2，分别具有共基极电流增益1α和2α，由普通晶阐管的分析可得，121=+αα是器件临界导通的条件。
第1章电力电子器件填空题：1.电力电子器件一般工作在________状态。
2.在通常情况下，电力电子器件功率损耗主要为________，而当器件开关频率较高时，功率损耗主要为________。
3.电力电子器件组成的系统，一般由________、________、________三部分组成，由于电路中存在电压和电流的过冲，往往需添加________。
4.按内部电子和空穴两种载流子参与导电的情况，电力电子器件可分为________、________、________三类。
5.电力二极管的工作特性可概括为________。
6.电力二极管的主要类型有________、________、________。
7.肖特基二极管的开关损耗________快恢复二极管的开关损耗。
8.晶闸管的基本工作特性可概括为____ 正向有触发则导通、反向截止____ 。
9.对同一晶闸管，维持电流I H与擎住电流I L在数值大小上有I L________I H。
10.晶闸管断态不重复电压U DRM与转折电压U bo数值大小上应为，U DRM________Ubo。
11.逆导晶闸管是将________与晶闸管________（如何连接）在同一管芯上的功率集成器件。
12.GTO的________结构是为了便于实现门极控制关断而设计的。
13.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________。
14.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________、前者的饱和区对应后者的________、前者的非饱和区对应后者的________。
15.电力MOSFET的通态电阻具有________温度系数。
16.IGBT 的开启电压U GE（th）随温度升高而________，开关速度________电力MOSFET 。
17.功率集成电路PIC分为二大类，一类是高压集成电路，另一类是________。
一、填空题1、自从_1956__ __ 年美国研制出第一只晶闸管。
2、晶闸管具有体积小、重量轻、损耗小、控制特性好等特点。
3、晶闸管的三个极分别为阳极、阴极、门极4、晶闸管导通的条件：在晶闸管的阳极和阴极间加正向电压，同时在它的阴极和门极间也加正向电压，两者缺一不可。
5、晶闸管一旦导通，门极即失去控制作用。
6、晶闸管的关断条件：使流过晶闸管的阳极电流小于维持电流。
7、双向晶闸管的四种触发方式： I+ 触发方式 I-触发方式Ⅲ+触发方式Ⅲ-触发方式。
8、GTO的开通时间由延迟时间和上升时间组成。
9、GTO的关断时间由存储时间、下降时间、和尾部时间。
10、功率二极管的导通条件：加正向电压导通，加反向电压截止。
11、对同一晶闸管，维持电流 IH 与擎住电流 IL 在数值大小上有 IL___>_____IH 。
12、晶闸管断态不重复电压 UDSM 与转折电压 UBO 数值大小上应为， UDSM__<______UBO13、普通晶闸管内部有两个 PN结,，外部有三个电极，分别是阳极A 极阴极K 极和门极G 极。
14、晶闸管在其阳极与阴极之间加上正向电压的同时，门极上加上触发电压，晶闸管就导通。
15、、晶闸管的工作状态有正向阻断状态，正向导通状态和反向阻断状态。
16、某半导体器件的型号为KP50—7的，其中KP表示该器件的名称为普通晶闸管，50表示额定电流50A ，7表示额定电压700V 。
17、只有当阳极电流小于维持电流电流时，晶闸管才会由导通转为截止。
18、当增大晶闸管可控整流的控制角α，负载上得到的直流电压平均值会减小。
二、判断题1、第一只晶闸管是1960年诞生的。
（错）2、1957年至1980年称为现代电力电子技术阶段。
（错）3、功率二极管加正向电压导通，加反向电压截止。
（对）4、平板型元件的散热器一般不应自行拆装。
（对）5、晶闸管一旦导通，门极没有失去控制作用。
（错）6、双向晶闸管的四种触发方式中灵敏度最低的是第三象限的负触发。
第一章电力电子器件使晶闸管导通的条件是什么？答：使晶闸管导通的条件是：晶闸管承受正相阳极电压，并在门极施加触发电流（脉冲）。
或者U AK >0且U GK>0维持晶闸管导通的条件是什么？怎样才能使晶闸管由导通变为关断？答：维持晶闸管导通的条件是使晶闸管的电流大于能保持晶闸管导通的最小电流，即维持电流。
图1－43中阴影部分为晶闸管处于通态区间的电流波形，各波形的电流最大值均为I m ，试计算各波形的电流平均值I d1、I d2、I d3与电流有效值I1、I2、I3。
解：a) I d1=I1=b) I d2=I2=c) I d3=I3=.上题中如果不考虑安全裕量,问100A的晶阐管能送出的平均电流I d1、I d2、I d3各为多少?这时，相应的电流最大值I m1、I m2、I m3各为多少?解：额定电流I T(AV)=100A的晶闸管，允许的电流有效值I=157A,由上题计算结果知a) I m1A, I d10.2717I m189.48Ab) I m2 I d2c) I m3=2I=314 I d3=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和普通晶阐管同为PNPN结构，由P1N1P2和N1P2N2构成两个晶体管V1、V2，分别具有共基极电流增益和，由普通晶阐管的分析可得，是器件临界导通的条件。
两个等效晶体管过饱和而导通；不能维持饱和导通而关断。
GTO之所以能够自行关断，而普通晶闸管不能，是因为GTO与普通晶闸管在设计和工艺方面有以下几点不同： l)GTO在设计时较大，这样晶体管V2控制灵敏，易于GTO关断；2)GTO导通时的更接近于l，普通晶闸管，而GTO则为，GTO的饱和程度不深，接近于临界饱和，这样为门极控制关断提供了有利条件；3)多元集成结构使每个GTO元阴极面积很小，门极和阴极间的距离大为缩短，使得P2极区所谓的横向电阻很小，从而使从门极抽出较大的电流成为可能。
第1章电力电子器件1. 使晶闸管导通的条件是什么？答：使晶闸管导通的条件是：晶闸管承受正向阳极电压，并在门极施加触发电流（脉冲）。
或：uAK>0且uGK>0。
2. 维持晶闸管导通的条件是什么？怎样才能使晶闸管由导通变为关断？答：维持晶闸管导通的条件是使晶闸管的电流大于能保持晶闸管导通的最小电流，即维持电流。
要使晶闸管由导通变为关断，可利用外加电压和外电路的作用使流过晶闸管的电流降到接近于零的某一数值以下，即降到维持电流以下，便可使导通的晶闸管关断。
第2章整流电路1. 单相半波可控整流电路对电感负载供电，L＝20mH，U2＝100V，求当α＝0和60时的负载电流Id，并画出ud与id波形。
解：α＝0时，在电源电压u2的正半周期晶闸管导通时，负载电感L储能，在晶闸管开始导通时刻，负载电流为零。
在电源电压u2的负半周期，负载电感L 释放能量，晶闸管继续导通。
因此，在电源电压u2的一个周期里，以下方程均成立：考虑到初始条件：当ωt＝0时id＝0可解方程得：==22.51(A)ud与id的波形如下图：当α＝60°时，在u2正半周期60~180期间晶闸管导通使电感L储能，电感L储藏的能量在u2负半周期180~300期间释放，因此在u2一个周期中60~300期间以下微分方程成立：考虑初始条件：当ωt＝60时id＝0可解方程得：其平均值为==11.25(A)此时ud与id的波形如下图：2．图2-9为具有变压器中心抽头的单相全波可控整流电路，问该变压器还有直流磁化问题吗？试说明：①晶闸管承受的最大反向电压为2；②当负载是电阻或电感时，其输出电压和电流的波形与单相全控桥时相同。
答：具有变压器中心抽头的单相全波可控整流电路，该变压器没有直流磁化的问题。
因为单相全波可控整流电路变压器二次测绕组中，正负半周内上下绕组内电流的方向相反，波形对称，其一个周期内的平均电流为零，故不会有直流磁化的问题。
以下分析晶闸管承受最大反向电压及输出电压和电流波形的情况。
第1章习题
第1部分：填空题
1.电力电子技术是使用__电力电子______器件对电能进行__变换和控制___的技术。
2. 电力电子技术是应用在__电力变换领域______ 的电子技术。
3. 电能变换的含义是在输入与输出之间，将__电压______、_电流_______、__频率______、_相位_______、_相数_______中的一项以上加以改变。
4. 在功率变换电路中，为了尽量提高电能变换的效率，所以器件只能工作在_开关_______状态，这样才能降低___损耗_____。
5. 电力电子技术的研究内容包括两大分支：___电力电子器件制造_____________ 技术和_变流_______技术。
6.半导体变流技术包括用电力电子器件构成___电力变换__________电路和对其进行控制的技术，以及构成_ 电力电子_______装置和__电力电子______系统的技术。
第2部分：简答题
1. 什么是电力电子技术？
答：电力电子技术是应用于电力领域的电子技术，使用电力电子器件对电能进行变换和控制的技术。
2. 电能变换电路的有什么特点？机械式开关为什么不适于做电能变换电路中的开关？
答：电能变换电路在输入与输出之间将电能，电流，频率，相位，相数种的一相加以变换。
电能变换电路中理想开关应满足切换时开关时间为零，使用寿命长，而机械开关不能满足这些要求。
3. 电力电子变换电路包括哪几大类？
答：交流变直流-整流；直流变交流-逆变；直流变支路-斩波；交流变交流-交流调压或者变频。
一、1.门极可关断晶闸管（GTO）和电力晶体管（GTR）均属于全（电流）控制型器件。
2.通过控制信号可以控制其导通而不能控制其关断的电力电子控件被称为半控型器件，通过控制信号既可以控制其导通，又可以控制其关断的电力电子控件被称为全控型器件。
3.请写出下列元器件的英文缩写：电力晶体管GTR ；绝缘柵双极性晶体管IGBT 。
4.在晶闸管额定电流的定义中，通态平均电流I VT(AV)与同一定义条件下的有效值I VT之间的关系是I VT=1.57I VT(AV)。
5.从晶闸管开始承受正向阳极电压起到施加触发脉冲的电角度称为触发角。
晶闸管在一个电源周期中处于通态的电角度称为导通角。
6.晶闸管的导通条件是：晶闸管阳极和阴极间施加正向电压，并在门极和阴极间施加正向触发电压和电流（或脉冲）。
7.晶闸管从正向阳极电流下降为零到它恢复正向阻断能力所需的这段时间关断时间。
即t s=t off+t on。
二、1.下列电力电子器件中，存在电导调制效应的是（ABD）A.GTOB.GTRC.PowerMOSFETD.IGBT2.下列对晶闸管特性的叙述中，正确的是（ABCD）A．晶闸管属于电流驱动双极性器件B．晶闸管触发导通后，门极就失去控制作用C．晶闸管具有单性导电性D．晶闸管的擎住电流大于维持电流3.双向晶闸管的额定电流是以（B）定义的，GTO的额定电流是以（C）定义的。
A．平均值B．有效值C．最大值D．瞬时值4.下列电子器件中，电流容量最大的是（A），开关频率最高的是（C）。
A.GTOB.GTRC.PowerMOSFETD.IGBT5.晶闸管刚由断态进入通态，并且去掉门极信号，仍能维持导通所需的最小阳极电流称为（B）A．维持电流B．擎住电流C．浪涌电流D．额定电流四、1.晶闸管导通的条件是什么？怎样使晶闸管由导通变为关断？答：使晶闸管导通的条件是晶闸管承受正向电压且门极有触发电流。
关断的条件：使流过晶闸管的电流减小至某个小的数值即维持电流I以下。
复习题一、填空题：1．三相半控桥式整流电路的移相范围为180°。
当控制角超过 时，电压波形将由连续变为断续。
2．带平衡电抗器三相双反星形可控整流电路一般应用在需要直流电压较低、电流 的电工设备中。
3．将直流电源的稳定电压变换为 电压的装置称为直流斩波器。
4．常用的逆变器根据换流方式不同，分为 换流式逆变器和脉冲换流式逆变器两类。
5．由金属－ －半导体场效应管构成的集成电路称为MOS 电路。
6．兼有 和P 沟道两种增强型MOS 电路称为CMOS 电路。
7．基尔霍夫第一定律表明，流过任一节点的电流代数和为零；基尔霍夫第二定律表明，在任一回路中电动势的代数和恒等于各电阻上 的代数和。
8．由一恒定电流If 与内电导Gi 并联组合而成的电源，称为 。
9．已知一个电压源的电动势为E ，内阻为Ri ，若用等效的电流源表示，则电流源的电流I S ＝ ，并联电导＝Ri1。
10.涡流在铁心内将引起较大的功率消耗，使铁心 ，缩短了设备的使用寿命。
11．互感线圈串联时，若 端相接，称这种串接方式为反接。
12．互感线圈串联时，若异名端相接，称这种串接方式为 。
13. LC 并联谐振回路在谐振时，其阻抗达到最大且呈纯电阻性，此时Z ＝Zmax ＝RCL ，它的谐振频率fo ＝ 。
14．场效应管是利用改变半导体中的 来实现对其导电能力控制的器件。
15．场效应管按其结构的不同，可分为结型和 型两大类。
16．在结型场效应管中，按其导电沟道的不同，可分为N 沟道和 沟道两种。
17．由于结型场效应管中的PN 结始终工作在 ，其栅极电流几乎等于0，所以输入电阻高。
18．由于结型场效应管的 电流几乎为零，讨论它的输入特性没有任何意义，所以只讨论它的转移特性和输出特性。
19．场效应管的转移特性反映了栅源电压对 电流的控制作用。
20．场效应管的输出特性反映了 电压对漏极电流的影响。
21．单结晶体管的伏安特性曲线分三个区，即截止区、 区和饱和区。
电⼒电⼦技术试题（⼀）电⼒电⼦技术试题（⼀）第1章绪论习题第1部分:填空题1. 电⼒电⼦技术是使⽤________器件对电能进⾏________的技术。
2. 电能变换的含义是在输⼊与输出之间，将________、________、________、________、________中的⼀项以上加以改变。
3. 电⼒变换的四⼤类型是:________、________、________、________。
4. 在功率变换电路中，为了尽量提⾼电能变换的效率，所以器件只能⼯作在________状态，这样才能降低________。
5. 电⼒电⼦器件按照其控制通断的能⼒可分为三类，即: ________、________、________。
6. 电⼒电⼦技术的研究内容包括两⼤分⽀:________________ 技术和________技术。
7.半导体变流技术包括⽤电⼒电⼦器件构成_____________电路和对其进⾏控制的技术，以及构成________装置和________系统的技术。
8.电⼒电⼦技术是应⽤在________领域的电⼦技术。
9.电⼒电⼦技术是⼀门由________、________、________三个学科交叉形成的新的边缘技术学科。
第2部分:简答题1. 什么是电⼒电⼦技术,2. 电能变换电路的有什么特点,机械式开关为什么不适于做电能变换电路中的开关,3. 电⼒变换电路包括哪⼏⼤类,第2章电⼒电⼦器件概述习题第1部分:填空题1. 电⼒电⼦器件是直接⽤于电路中，实现电能的变换或控制的电⼦器件。
2. 主电路是在电⽓设备或电⼒系统中，直接承担的电路。
3.处理信息的电⼦器件⼀般⼯作于放⼤状态，⽽电⼒电⼦器件⼀般⼯作在状态。
4. 电⼒电⼦器件组成的系统，⼀般由、、、四部分组成。
5. 按照器件能够被控制的程度，电⼒电⼦器件可分为以下三类: 、和。
6(按照驱动电路信号的性质，电⼒电⼦器件可分为以下分为两类:和。
第1章复习题及思考题解答1.1 电力技术、电子技术和电力电子技术三者所涉及的技术内容和研究对象是什么？三者的技术发展和应用主要依赖什么电气设备和器件？答：电力技术涉及的技术内容：发电、输电、配电及电力应用。
其研究对象是：发电机、变压器、电动机、输配电线路等电力设备，以及利用电力设备来处理电力电路中电能的产生、传输、分配和应用问题。
其发展依赖于发电机、变压器、电动机、输配电系统。
其理论基础是电磁学(电路、磁路、电场、磁场的基本原理)，利用电磁学基本原理处理发电、输配电及电力应用的技术统称电力技术。
电子技术，又称为信息电子技术或信息电子学，研究内容是电子器件以及利用电子器件来处理电子电路中电信号的产生、变换、处理、存储、发送和接收问题。
其研究对象:载有信息的弱电信号的变换和处理。
其发展依赖于各种电子器件（二极管、三极管、MOS管、集成电路、微处理器电感、电容等）。
电力电子技术是一门综合了电子技术、控制技术和电力技术的新兴交叉学科。
它涉及电力电子变换和控制技术技术，包括电压（电流）的大小、频率、相位和波形的变换和控制。
研究对象：半导体电力开关器件及其组成的电力开关电路，包括利用半导体集成电路和微处理器芯片构成信号处理和控制系统。
电力电子技术的发展和应用主要依赖于半导体电力开关器件。
1.2 为什么三相交流发电机或公用电网产生的恒频、恒压交流电，经电压、频率变换后再供负载使用，有可能获得更大的技术经济效益？答：用电设备的类型、功能千差万别，对电能的电压、频率、波形要求各不相同。
为了满足一定的生产工艺和流程的要求，确保产品质量、提高劳动生产率、降低能源消耗、提高经济效益，若能将电网产生的恒频、恒压交流电变换成为用电负载的最佳工况所需要的电压、频率或波形，有可能获得更大的技术经济效益。
例如：若风机、水泵全部采用变频调速技术，每年全国可以节省几千万吨以上的煤，或者可以少兴建上千万千瓦的发电站。
若采用高频电力变换器对荧光灯供电，不仅电-光转换效率进一步提高、光质显著改善、灯管寿命延长3～5倍、可节电50%，而且其重量仅为工频电感式镇流器的10%。
第1章绪论1．电力电子技术涉及的三大学科领域是电力学，电子学，控制理论。
2．简答电力电子技术的应用并举例说明之。
一般工业：电化学工业，电解铝，电解食盐水，电镀，冶金工业，淬火电源，直流电弧炉。
交通运输：航空，航海，磁悬浮列车，电动汽车。
电力系统：配电网系统电子装置：程控交换机，大型计算机。
家用电器：电视，音响，冰箱，洗衣机其它：航天飞行器，水力发电。
第2章电力电子器件一、填空题：1.电力电子器件一般工作在____开关__状态。
2.在通常情况下，电力电子器件功率损耗主要为___通态损耗_____，而当器件开关频率较高时，功率损耗主要为____开关损耗____。
3.电力电子器件组成的系统，一般由___主电路_____、__驱动电路_____、___控制电路____三部分组成，由于电路中存在电压和电流的过冲，往往需添加_____保护电路___。
4.晶闸管的基本工作特性可概括为___正向门极有触发则导通_ _反向电压则截止___ 。
5.对同一晶闸管，维持电流I H与擎住电流I L在数值大小上有I L____2~4倍____I H。
6.晶闸管断态不重复电压U DRM与转折电压U bo数值大小上应为，U DRM ___<____ U bo。
7.逆导晶闸管是将___二极管_____与晶闸管___反并联_____（如何连接）在同一管芯上的功率集成器件。
8.GTO的___多元集成____结构是为了便于实现门极控制关断而设计的。
16.在如下器件：电力二极管（Power Diode）、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___晶闸管___，属于全控型器件的是____GTO，GTR，电力MOSFET，IGBT___；在可控的器件中，容量最大的是___GTO_____，工作频率最高的是____电力MOSFET____，属于电压驱动的是____电力场效应管（电力MOSFET）、绝缘栅双极型晶体管（IGBT）____，属于电流驱动的是____GTO，GTR____。
电力电子技术复习题1第1章电力电子器件1.电力电子器件一般工作在__开关__状态。
2.在通常情况下，电力电子器件功率损耗主要为__通态损耗__，而当器件开关频率较高时，功率损耗主要为__开关损耗__。
3.电力电子器件组成的系统，一般由__控制电路__、_驱动电路_、_主电路_三部分组成，由于电路中存在电压和电流的过冲，往往需添加_保护电路__。
4.按内部电子和空穴两种载流子参与导电的情况，电力电子器件可分为_单极型器件_、_双极型器件_、_复合型器件_三类。
5.电力二极管的工作特性可概括为_承受正向电压导通，承受反相电压截止_。
6.电力二极管的主要类型有_普通二极管_、_快恢复二极管_、_肖特基二极管_。
7.肖特基二极管的开关损耗_小于_快恢复二极管的开关损耗。
8.晶闸管的基本工作特性可概括为__正向电压门极有触发则导通、反向电压则截止__。
9.对同一晶闸管，维持电流IH与擎住电流I L在数值大小上有I L__大于__IH。
10.晶闸管断态不重复电压UDSM与转折电压Ubo数值大小上应为，UDSM_大于__Ubo。
11.逆导晶闸管是将_二极管_与晶闸管_反并联_（如何连接）在同一管芯上的功率集成器件。
12.GTO的__多元集成__结构是为了便于实现门极控制关断而设计的。
13.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_饱和区__。
14.电力MOSFET的通态电阻具有__正__温度系数。
15.IGBT 的开启电压UGE（th）随温度升高而_略有下降__，开关速度__小于__电力MOSFET 。
16.按照驱动电路加在电力电子器件控制端和公共端之间的性质，可将电力电子器件分为_电压驱动型_和_电流驱动型_两类。
17.IGBT的通态压降在1/2或1/3额定电流以下区段具有__负___温度系数，在1/2或1/3额定电流以上区段具有__正___温度系数。
（第一章）一、填空题1、普通晶闸管内部有PN结,，外部有三个电极，分别是极极和极。
1、两个、阳极A、阴极K、门极G。
2、晶闸管在其阳极与阴极之间加上电压的同时，门极上加上电压，晶闸管就导通。
2、正向、触发。
3、、晶闸管的工作状态有正向状态，正向状态和反向状态。
阻断、导通、阻断。
4、某半导体器件的型号为KP50—7的，其中KP表示该器件的名称为，50表示，7表示。
4、普通晶闸管、额定电流50A、额定电压100V。
5、只有当阳极电流小于电流时，晶闸管才会由导通转为截止。
5、维持电流。
6、当增大晶闸管可控整流的控制角α，负载上得到的直流电压平均值会。
减小。
7、按负载的性质不同，晶闸管可控整流电路的负载分为性负载，性负载和负载三大类。
7、电阻、电感、反电动势。
8、当晶闸管可控整流的负载为大电感负载时，负载两端的直流电压平均值会，解决的办法就是在负载的两端接一个。
8、减小、并接、续流二极管。
9、工作于反电动势负载的晶闸管在每一个周期中的导通角、电流波形不连续、呈状、电流的平均值。
要求管子的额定电流值要些。
9、小、脉冲、小、大。
10、单结晶体管的内部一共有个PN结，外部一共有3个电极，它们分别是极、极和极。
10、一个、发射极E、第一基极B1、第二基极B2。
11、当单结晶体管的发射极电压高于电压时就导通；低于电压时就截止。
11、峰点、谷点。
12、触发电路送出的触发脉冲信号必须与晶闸管阳极电压，保证在管子阳极电压每个正半周内以相同的被触发，才能得到稳定的直流电压。
12、同步、时刻。
13、晶体管触发电路的同步电压一般有同步电压和电压。
13、正弦波、锯齿波。
14、正弦波触发电路的同步移相一般都是采用与一个或几个的叠加，利用改变的大小，来实现移相控制。
14、正弦波同步电压、控制电压、控制电压。
15、在晶闸管两端并联的RC回路是用来防止损坏晶闸管的。
15、关断过电压。
16、为了防止雷电对晶闸管的损坏，可在整流变压器的一次线圈两端并接一个或。
第一章 电力半导体器件习题与思考题解1-1．晶闸管导通的条件是什么？怎样使晶闸管由导通变为关断？解：晶闸管导通的条件是：阳极承受正向电压，处于阻断状态的晶闸管，只有在门极加正向触发电压，才能使其导通。
门极所加正向触发脉冲的最小宽度，应能使阳极电流达到维持通态所需要的最小阳极电流，即擎住电流ＩＬ以上。
导通后的晶闸管管压降很小。
使导通了的晶闸管关断的条件是：使流过晶闸管的电流减小至某个小的数值－维持电流ＩＨ以下。
其方法有二：１）减小正向阳极电压至某一最小值以下，或加反向阳极电压； ２）增加负载回路中的电阻。
1-2．型号为KP100-3的晶闸管，维持电流I H =4mA ，使用在题1-2图中的电路中是否合理？为什么（不考虑电压、电流裕量）？解：根据机械工业部标准JB1144-75规定，ＫＰ型为普通闸管，KP100-3的晶闸管，其中100是指允许流过晶闸管的额定通态平均电流为100A ，3表示额定电压为300V 。
对于图(a)，假若晶闸管V 被触发开通，由于电源为直流电源，则晶闸管流过的最大电流为()mA IV2105001003=⨯=因为I V < I H ，而I H < I L ，I L 为擎住电流，通常I L =(2~4) I H 。
可见，晶闸管流过的最大电流远小于擎住电流，所以，图(a)不合理。
对于图(b)，电源为交流220V ，当α=0°时，最大输出平均电压 9922045.045.02=⨯=≈U Ud（Ｖ）平均电流9.91099===R U d VAR I (A) 波形系数57.1≈=VARVfI I K所以， ＩＶ＝K f 。
ＩＶＡＲ＝1.57×9.9＝15.5(A)而KP100-3允许流过的电流有效值为I VE ＝1.57×100＝157(A)， I L < I V <I VE ，所以，电流指标合理。
但电路中晶闸管Ｖ可能承受的最大正反向峰值电压为31122022≈⨯===U U URm Fm(V)>300(V)所以，图(b)不满足电压指标，不合理。
对于图(c)，电源为直流电源，Ｖ触发导通后，流过Ｖ的最大电流为I V ＝150／1＝150(A),即为平均值，亦是有效值。
而I VE ＝150A ，I V ＝150(A)<157（A ），即I L < I V <I VE ,所以电流指标合理。
同时，晶闸管承受的正向峰值电压为150V ，小于300V ，电压指标合理。
所以图(c)合理。
1-3．在题图1-3电路中，E =50V ，R =0.5Ω，L =0.5H ，晶闸管擎住电流为15mA 。
要使晶闸管导通，门极触发电流脉冲宽度至少应为多少？解：晶闸管导通后，主回路电压方程为 E Ri dtdi L d d=÷ 主电路电流d i 按下式由零上升 ()L tR d e REi /1--=晶闸管要维持导通，i d 必须上升达到擎住电流值以上，在此期间，门极脉冲应继续维持，将I d =15mA 代入，得()3101515.050--⨯≥-t e 取t et-≈-1，t ≥150μs 。
所以，门极触发电流脉冲宽度至少应大于150μs 。
1-4．单相正弦交流电源，交流电源电压有效值为220V 。
晶闸管和负载电阻串联连接。
试计算晶闸管实际承受的最大正反向电压。
若考虑晶闸管的安全裕量，其额定电压应如何选取？解：该电路运行可能出现施加于晶闸管上最大正反向峰值电压为 31022022≈⨯=U （V ）若考虑晶闸管的安全裕量，通常选择额定电压为正常工作峰值电压的2－3倍。
２×310＝620(V),3×310＝930(V),则选择额定电压为700V ～1000V 的晶闸管。
1-5．若题1-4中晶闸管的通态平均电流为100A ，考虑晶闸管的安全裕量，试分别计算导电角为180°和90°时，电路允许的峰值电流各是多少？解： 在不考虑安全裕量时，选择晶闸管的原则是：使实际运行管子电流的有效值I V1等于定义管子额定通态平均电流时的电流有效值I VE ，即两种情况下，管芯的结温相同并小于或等于额定结温。
当导通角θ＝180°时，()()2sin 21021m mV I t d t I I ==⎰πωωπ则有 I m /2＝1.57I VEAR 所以，晶闸管允许的峰值电流为Ｉm =2×1.57×100＝314（Ａ） 当导通角θ＝90°时，()()22sin 21221m mV I t d t I I ==⎰ππωωπ则有VEAR m I I 57.122=所以，晶闸管允许的峰值电流为44410057.122≈⨯⨯=Im(A)考虑取安全裕量数为2时，则当导通角θ＝180°时，电路允许的峰值电流为 I m1=314／2＝157Ａ， 当导通角θ＝90°时，电路允许的峰值电流为Ｉm2＝444／2＝222(A).1-6.题1-6图中阴影部分表示晶闸管导电区间。
各波形的电流最大值均为I m ,试计算各波形电流平均值I d1、I d2、I d3、I d4、I d5，电流有效值I 1、I 2、I 3、I 4、I 5和它们的波形系数K f1、K f2、K f3、K f4、K f5.解： ()⎰≈==ππωωπ0132.0.21m mm d I I t td Sin I I ()()m m mI I t d t Sin I I 5.0221021===⎰πωωπ57.1211≈==πd fe I I K()⎰≈==πππωωπ3224.043.21m m m d I I t td Sin I I ()()m m I t d t Sin I I 46.021322≈=⎰ππωωπ92.123.049.02≈=mmf I I K()⎰≈===πππωωπ32348.0232.22m m d m d I I I t td Sin I I ()()m mI I t d t Sin I I 65.02222323≈==⎰ππωωπ35.148.065.0333≈==mmd f I I I I K ⎰==⎪⎭⎫ ⎝⎛⋅==20425.0422.21ππππm mm m d I I I dt I I m mm I I dt I I 5.02212024===⎰ππ242444===m md f I I I I K ⎰==⎪⎭⎫ ⎝⎛⋅==405125.0842.21ππππm mm m d I I I dt I I m m m I I dt I I 35.022214025≈==⎰ππ83.2822445≈==m md f I I I I K1-7．题1-6中如果不考虑安全裕量，问100A 晶闸管能送出的电流平均值I d1、I d2、I d3、I d4、I d5各是多少？这时相应的电流最大值I m1、I m2、I m3、I m4、I m5又是多少？解：额定通态平均电流I VEAR 为100A 的晶闸管允许通过电流的有效值为A kf I e VEAR VEI15757.11001=⨯=⨯=利用上题结果，图(a)A I I VE m I 157211===则 I m1=314(A) A I md I 10014.33141===π图（b ）A I I VE m I15746.02===则 I m ２=341(A) A I m d I8.8124.02==图(c)A I I VE m I15765.03===则 I m ３=241(A) A I m d I9.11548.03==图(d)A I I VE m I1575.04===则 I m ４=314(A) A I m d I5.7825.04==图(e)A I I VE m I 1572215===则 I m5=444(A) A I m d I 5.55844485===1-8．晶闸管的额定电流是怎样定义的？有效值和平均值之间有何关系？解：晶闸管的额定电流即指其额定通态平均电流ＩVEAR .它是在规定的条件下，晶闸管允 许连续通过工频正弦半波电流的最大平均值。
如教材图1-8所示。
这些条件是：环境温度+４０℃，冷却条件按规定，单相半波整流电路为电阻负载，导通角不小于170℃，晶闸管结温不超过额定值。
额定通态平均电流ＩVEAR 的电流等级如教材表１－２所示。
通常50Ａ以下的管子分为1、5、10、20、30、50Ａ等级，100－1000Ａ的管子分为100、200、300、400、500、600、800、1000Ａ等级。
额定通态平均电流ＩVEAR 与在同一定义条件下的有效值I VE 具有如下关系： VEAR fe VE I K I .=其中， 57.12≈==πVEARVE fe I I K 为定义条件下的波形系数。
1-9．导通角θ不同，电流的波形不一样，如何来选择晶闸管的电流容量？解：导通角θ不同，电流的波形不一样，因而波形系数亦不相同，θ角愈小，波形系数愈大。
晶闸管电流的有效值、平均值ＩV1AR 与波形系数K f1具有如下关系： I V1 = K f1ＩV1AR具有相同平均值而波形不同的电流，因波形不同，其有效值是不相同的。
流经同一晶闸管发热情况也不相同，因为决定发热的因素是电流的有效值，管芯发热效应是和电流的有效值大小有关。
因此，选择晶闸管额定电流参数的原则是：使电路各种实际运行情况下（特别是最不利的情况）管芯的结温小于或等于额定结温。
这样，就能保证晶闸管在实际运行工作时，不致于因电流过载而损坏。
上述这一原则可归结为：使实际运行管子电流波形的有效值ＩV1，等于定义管子额定通态平均电流ＩVEAR 时的电流有效值I VE ，即VEAR fe VE V I K I I .1== 则晶闸管额定电流57.111V fe V VEAR IK I I ==1-10．晶闸管导通后，门极改加适当大小的反向电压，会发生什么情况？解：晶闸管承受正向阳极电压，并已导通的情况下，门极就失去了控制作用。
因此，晶闸管导通后，门极改加适当大小的反向电压，晶闸管将保持导通状态不变。
1-11．门极断路时，晶闸管承受正向阳极电压它会导通吗？若真的导通，是什么情况？解：门极断路时，晶闸管承受正向阳极电压，有两种情况可造成晶闸管的非正常导通。
一是阳极电压U A 过高，达到或超过I G ＝０时的转折电压U B0时，使漏电流急剧增加；二是U A 的电压上升率du A ／dt 太快。
这两种因素造成的最终结果都是使从N 1区通过反向偏置的J 2结向P 2区（门极区）注入了足够数量的漏电流（空穴流），充当了二等效三极管电路中的基极电流I B2，它相当于从门极提供的I G 的作用，使其二等效三极管的α1、α2极快上升至α1＋α2≈１，即1-(α1＋α2)≈０，进而使阳极电流I A 大大增加，并只受外电路电阻的限制，晶闸管进入导通状态。
