电力电子技术(王兆安第五版)课后习题全部答案
电力电子技术知识点总结 电力电子技术是指在电力电子器件和电路中应用电子技术来控制和调节电流和电压的技术。电力电子技术广泛应用于电力系统、交通运输、工业自动化、医疗器械等领域。 1. 电力二极管结构特点 电力二极管具有垂直导电结构,硅片中通过电流的有效面积增大,提高了二极管的通流能力。电力二极管在 P 区和 N 区之间多了一层低掺杂 N 区,也称漂移区。低掺杂 N 区由于掺杂浓度低而接近于无掺杂的纯半导体材料即本征半导体,由于掺杂浓度低,低掺杂 N 区就可以承受很高的电压而不被击穿。 2. 晶闸管的结构和工作原理 晶闸管是一种特殊的晶体管,具有四层结构 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。晶闸管的工作原理是通过门极电流的控制来实现晶闸管的导通和关断。 3. 晶闸管的导通和关断条件 晶闸管的导通条件是使晶闸管承受正向阳极电压,并在门极施加触发电流(脉冲)。晶闸管的关断条件是使流过晶闸管的电流降到维持电流以下。 4. GTO 和普通晶闸管的区别 GTO 和普通晶闸管同为 PNPN 结构,但是 GTO 能够自行关断,而普通晶闸管不能。这是因为 GTO 在设计时 2α 较大,晶体管 V2 控制灵敏,易于 GTO 关断。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。 5. IGBT 和电力 MOSFET 的结构和特性 IGBT 和电力 MOSFET 都是电力电子器件,但是它们在内部结构和开关特性上有所不同。IGBT 比电力 MOSFET 在背面多一个 P 型层,IGBT 开关速度小,开关损耗少具有耐脉冲电流冲击的能力,通态压降较低,输入阻抗高,为电压驱动,驱动功率小。电力 MOSFET 开关速度快,输入阻抗高,热稳定性好,所需驱动功率小且驱动电路简单。 6. 常用的全控型电力电子器件 常用的全控型电力电子器件有门极可关断晶闸管、GTO、IGBT、电力 MOSFET 等。这些器件广泛应用于电力系统、交通运输、工业自动化、医疗器械等领域。
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