第1章电力电子器件习题答案
1.晶闸管导通的条件是什么？关断的条件是什么？答：晶闸管导通的条件：①应在晶闸管的阳极与阴极之间加上正向电压。
②②应在晶闸管的门极与阴极之间也加上正向电压和电流。
晶闸管关断的条件：要关断晶闸管，必须使其阳极电流减小到一定数值以下，或在阳极和阴极加反向电压。
2•为什么要限制晶闸管的通态电流上升率？答:因为晶闸管在导通瞬间，电流集中在门极附近，随着时间的推移，导通区才逐渐扩大，直到全部结面导通为止。在刚导通时，如果电流上升率di/dt较大,会引起门极附近过热，造成晶闸管损坏，所以电流上升率应限制在通态电流临界上升率以内。
3•为什么要限制晶闸管的断态电压上升率?
答：晶闸管的PN结存在着结电容，在阻断状态下，当加在晶闸管上的正向电压上升率du/dt较大时，便会有较大的充电电流流过结电容, 起到触发电流的作用，使晶闸管误导通。因此，晶闸管的电压上升率应限制在断态电压临界上升率以内。
4. 额定电流为100A 的晶闸管流过单相全波电流时，允许其最大平均 电流是多
少?
解：额定电流为100A 的晶闸管在不考虑安全裕量的情况下，允许的 电流有效值
为:
I T =1.571计 =1.57x100 =157A
晶闸管在流过全波电流的时候，其有效值和正弦交流幅值的关系为:
I 1
| I T 5^(2. E d 心龙
其平均值与和正弦交流幅值的关系为: 1兀
2I I d =— [ I m Si=
兀'0 则波形系数为:
则晶闸管在流过全波电流的时候，其平均值为:
I T 157
所以，额定电流为100A 的晶闸管流过单相全波电流时，允许其最大
平均电流是141.4A 。
5. 晶闸管中通过的电流波形如下图所示，求晶闸管电流的有效值、平
均值、波形系数及晶闸管额定电流。
解：晶闸管电流的有效值为
^-2O ^=115.5A
I T 兀 K f =——- I d 「272 九
11
晶闸管电流的平均值为
波形系数为
晶闸管的额定电流为
6. 比较GTO 与晶闸管的开通和关断，说明其不同之处。
答：GTO 与晶闸管开通过程的不同之处:
GTO 与晶闸管最大区别就是导通后回路增益 8+5数值不同，晶 闸管的回路
增益^+他常为1.15左右，而GTO 得《I +5略大于1 （其 中a 1和a 2分别为
P I N I P 2和的共基极电流放大倍数，S 比2 小）。
GTO 与晶闸管关断过程的不同之处:
GTO 处于临界饱和状态时用抽走阳极电流的方法破坏临界饱和 状态，能使
器件关断，又 GTO 得门极和阴极是多元并联结构，故也 能从门极抽走更大的电
流使 GTO 关断。而晶闸管导通之后处于深度 饱和状态，用抽走阳极电流的方法
不能使其关断， 它是通过使阳极电 压减小到零或反向的方法来关断的。
7. 电力电子器件为何要设置缓冲电路？说明其作用。有哪些缓冲电路 形式?
1-丄产I m d 泌占=罟=66
〃
2兀 K f
'T 115
-5.1.732 I d 66.7 1 T(AV)= I T 1.57“1.5~2)=120A
答：附加各种缓冲电路，不仅能降低浪涌电压、du/dt和di/dt，还能
减少器件的开关损耗、避免器件损坏和抑制电磁干扰，提高电路可靠性。
缓冲电路的作用是在电力电子器件开通和关断的过程中减缓其电流或电压上升率，以降低电力电子器件的开关损耗和开关应力。
缓冲电路有耗能式缓冲电路和馈能式缓冲电路两种类型。其中前者有5种缓冲电路形式：RC关断缓冲电路、RCD关断缓冲电路、母线吸收式缓冲电路、开通缓冲电路、复合缓冲电路。
8•简单说明大功率晶体管BJT与小功率晶体管作用有何不同。
答：大功率晶体管耐压高，电流大，开关特性好，主要工作在开关状态。小功率晶体管用于信息处理，注重单管电流放大系数，线性度，频率响应以及噪声和温漂等性能参数。
9.导致BJT二次击穿的因素有哪些？可采取何种措施抑制二次击
穿的出现?
答：二次击穿主要是由于器件局部过热引起的，而热点的形成需
要能量的积累，即需要一定的电压、电流和一定的时间。因此集电极电压、电流、负载性质、导通脉冲宽度、基极电路的配置，以及材料、工艺等因素都对二次击穿有一定的影响。
为防止BJT二次击穿，尽量避免采用电抗成分过大的负载，
并合理选择工作点及工作状态，使之不超过BJT的安全工作区。10.VDMOS结构会发生二次击穿吗？为什么?
答:VDMOS结构不会发生二次击穿.因为它是采用垂直导电的双扩散MOS结构,利用两次扩散形成的P型区和N+型区，在硅片表面处的结深之差形成沟道，电流在沟道内沿表面流动，然后垂直被
漏极接收，具有正温度系数，故没有热点反馈引起的二次击穿，输入阻抗高，跨导的线性度好和工作频率高。
11•功率MOSFET是电压控制器件，是否需要栅极驱动电流?
答：功率MOSFET是电压控制器件，不需要栅极驱动电流。但由于有栅源电容，还是需要很小的一点电流的。
12.功率MOSFET静电保护措施有哪些?
答：功率MOSFET可采取3个方面的静电保护措施:
①应存放在防静电包装袋、导电材料包装袋或金属容器中，
不能放在塑料袋或纸袋中。取用器件时应拿器件管壳，而不要拿
引线。
②将开关管接入电路时，工作台和烙铁都必须良好接地，焊
接时电烙铁功率应不超过25W，最好是用内热式烙铁，先焊漏
极与源极或集电极和发射极，最好使用12〜24V的低电压烙铁，
