(完整版)电力电子技术第二版张兴课后习题答案 .pdfVIP

、简答题

2.1晶闸管串入如图所示的电路，试分析开关闭合和关断时电压表的读数。

R

题2.1图

在晶闸管有触发脉冲的情况下，S开关闭合，电压表读数接近输入直流电压；当S开关

断开时，由于电压表内阻很大，即使晶闸管有出发脉冲，但是流过晶闸管电流低于擎住电流，

晶闸管关断，电压表读数近似为0（管子漏电流形成的电阻与电压表内阻的分压值）。

2.2试说明电力电子器件和信息系统中的电子器件相比，有何不同。

电力电子系统中的电子器件具有较大的耗散功率；通常工作在开关状态；需要专门的驱

动电路来控制；需要缓冲和保护电路。

2.3试比较电流驱动型和电压驱动型器件实现器件通断的原理。

电流驱动型器件通过从控制极注入和抽出电流来实现器件的通断；电压驱动型器件通过在

控制极上施加正向控制电压实现器件导通，通过撤除控制电压或施加反向控制电压使器件关

断。

2.4普通二极管从零偏置转为正向偏置时，会出现电压过冲，请解释原因。导致电压过冲

的原因有两个：阻性机制和感性机制。阻性机制是指少数载流子注入的电导调制作用。电导

调制使得有效电阻随正向电流的上升而下降，管压降随之降低，因此正向电压在到达峰值电压

UFP后转为下降，最后稳定在UF。感性机制是指电流随时间上升在器件内部电感上产生压降，

di/dt越大，峰值电压UFP越高。

2.5试说明功率二极管为什么在正向电流较大时导通压降仍然很低，且在稳态导通时其管

压降随电流的大小变化很小。

若流过PN结的电流较小，二极管的电阻主要是低掺杂N-区的欧姆电阻，阻值较高且

为常数，因而其管压降随正向电流的上升而增加；当流过PN结的电流较大时，注入并积累在

低掺杂N-区的少子空穴浓度将增大，为了维持半导体电中性条件，其多子浓度也相应大幅度增

加，导致其电阻率明显下降，即电导率大大增加，该现象称为电导调制效应。

2.6比较肖特基二极管和普通二极管的反向恢复时间和通流能力。从减小反向过冲电压的角

度出发，应选择恢复特性软的二极管还是恢复特性硬的二极管？

肖特基二极管反向恢复时间比普通二极管短，通流能力比普通二极管小。从减少反向过

冲电压的角度出发，应选择恢复特性软的二极管。

2.7描述晶闸管正常导通的条件。

承受正向电压且有门极触发电流。

2.8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？晶闸管流过的电

流大于维持电流，通过外部电路使晶闸管流过的电流低于维持电流。

2.9试分析可能出现的晶闸管的非正常导通方式有哪几种。

I=0时阳极电压达到正向转折电压U；阳极电压上升率du/dt过高；结温过高。

Gbo

2.10试解释为什么PowerMOSFET的开关频率高于IGBT、GTO。

PowerMOSFET为单极性器件，没有少数载流子存贮效应，反向恢复时间很短。

2.11SCRPowerMOSFETIGBT

从最大容量、开关频率和驱动电路三方面比较、和的

特性。

PowerMOSFETIGBTSCR;SCRIGBT

最大容量递增顺序为、、开关频率递增顺序为、、

PowerMOSFET；SCR为电流型驱动；而PowerMOSFET和IGBT为电压型驱动。

2.12解释电力电子装置产生过电压的原因。电力电子装置可能的过电压原因分为外因和内

因。外因过电压主要来自雷击和系统中的操作过程等外部原因，如由分闸、合闸等开关操作

引起过电压。而内因过电压主要来自电力电子装置内部器件的开关过程。1）换相过电压：晶

闸管或与全控型器件反并联的二极管在换相结束后不能立刻恢复阻断，因而有较大的反向电流