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第一章 电力半导体器件

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电力电子变流技术试题汇总
（第一章 电力半导体器件）
一、 填空题
1. 晶闸管是三端器件，三个引出电极分别是，阳极、门极和__阴__极。
2. 晶闸管额定通态平均电流IVEAR是在规定条件下定义的，是晶闸管允许连续通过__工频__正弦半波电流的最大平均值。
3. 处于阻断状态的晶闸管，只有在阳极承受正向电压，且__门极加上正向电压 _时，才能使其开通。
4. 晶闸管额定通态平均电流IVEAR是在规定条件下定义的，条件要求环境温度为_+400__。
5. 对同一只晶闸管，断态不重复电压UDSM与转折电压UBO数值大小上有UDSM__小于_UBO。
6. .对同一只晶闸管，维持电流IH与擎住电流IL在数值大小上有IL_≈（2～4）_IH。
7. .晶闸管反向重复峰值电压等于反向不重复峰值电压的_90%___。
8. 普通逆阻型晶闸管的管芯是一种大功率__四__层结构的半导体元件。
9. 可关断晶闸管（GTO）的电流关断增益βoff的定义式为。
10. 晶闸管门极触发刚从断态转入通态即移去触发信号，能维持通态所需要的最小阳极电流，称为____擎住电流IL__。
11. .晶闸管的额定电压为断态重复峰值电压UDRm和反向重复峰值电压URRm中较_小__的规化值。
12. 普通晶闸管的额定电流用通态平均电流值标定，双向晶闸管的额定电流用__有效值_标定。
13. 普通晶闸管属于__半控型_器件，在整流电路中，门极的触发信号控制晶闸管的开通，晶闸管的关断由交流电源电压实现。
14. IGBT的功率模块由IGBT和_快速二极管_芯片集成而成。
15. 对于同一个晶闸管，其维持电流IH_ 小于_擎住电流IL。
16. 2.可用于斩波和高频逆变电路，关断时间为数十微秒的晶闸管派生器件是__快速晶闸管____。
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__智能功率集成电路（SPIC）。
18. 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_＝90% UBO。
19. 功率晶体管缓冲保护电路中的二极管要求采用_快速__型二极管，以便与功率晶体管的开关时间相配合。
20. 晶闸管串联时，给每只管子并联相同阻值的电阻R是__解决静态不均压__措施。
21. 晶闸管断态不重复峰值电压UDSM与断态重复峰值电压UDRM数值大小上应有UDSM__小于__UDRM。
22. 波形系数可以用来衡量具有相同的平均值，而波形不同的电流有效值_的大小程度。
23. 当晶闸管_阳极加反向电压_时，不论门极加何种极性触发电压，管子都将工作在关断状态。
24. 逆导型晶闸管是将逆阻型晶闸管和__大功率二极管__集成在一个管芯上组成的。
25. 当晶闸管阳极承受__反向电压_时，不论门极加何种极性的触发信号，管子都处于断态。
26. 使已导通的晶闸管关断的条件是使流过晶闸管的电流减小至__维持电流IH_以下。
27. 在双向晶闸管的4种触发方式中，_Ⅲ+_方式的触发灵敏度最低。
28. 在晶闸管的两端并联阻容元件，可抑制晶闸管关断______。
29. 当晶闸管承受反向电压时，不论门极是否有触发电流，晶闸管都将工作在_关断_状态。
30. 晶闸管工作过程中，管子本身产生的损耗等于流过管子的电流乘以管子_两端的电压_。
31. 维持电流IH是指晶闸管维持通态所需的_最小阳极_电流。
32. 对于普通晶闸管，在没有门极触发脉冲的情况下，有两种因素会使其导通，一是正向阳极电压UA过高，二是__反向阳极电压－UA过高____。
33. 为防止晶闸管误触发，应使干扰信号不超过 不触发区。
34. 由逆阻型晶闸管和整流管集成的晶闸管称为_逆导型晶闸管__。
35. 反向重复峰值电压URRM等于反向不重复峰值电压URSM的 90% 。
36. 按照控制信号的性质来分，晶闸管是属于_电流_驱动型电力电子器件。
37. 晶体管开通时间ton=___td+tr__。
38. 擎住电流IL是指使晶闸管刚刚从断态转入通态，并在移去触发信号之后，能维持通态所需的 最小阳极 电流。
39. 晶闸管通态(峰值)电压UTm是_ 晶闸管以π倍或规定倍数的额定通态平均电流时的瞬时峰值电压值 __
40. IGBT是一种__MOSSEFE__驱动的电子器件。。
41. 电力晶体管的安全工作区由___四__条曲线限定。
42. 晶闸管的通态平均电流IVEAR的波形系数Kf= 。
43. 波形系数可以用来衡量具有相同电流平均值_，而波形不同的电流有效值的大小程度。
二、 选择题。
1.造成在不加门极触发控制信号即使晶闸管从阻断状态转为导通状态的非正常转折有二种因素，一是阳极的电压上升率du/dt太快，二是( C )
A.阳极电流上升太快 B.阳极电流过大
C.阳极电压过高 D.电阻过大
2.在IVEAR定义条件下的波形系数kfe为( B )
A.π B.
C. D.2π
3.晶闸管的额定电压是这样规定的，即取断态重复峰值电压和反向重复峰值电压中较小的一个，并经如下处理( D )
A.乘以1.5倍 B.乘以2倍
C.加100 D.规化为标准电压等级
4.晶闸管不具有自关断能力，常称为( B )
A.全控型器件 B.半控型器件
C.触发型器件 D.自然型器件
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，晶闸管都将工作在( D )
A.导通状态 B.不定
C.饱和状态 D.关断状态
6.功率晶体管的安全工作区范围由几条曲线限定( A )
A.4条 B.3条
C.5条 D.2条
7.晶闸管的伏安特性是指( C )
A.阳极电压与门极电流的关系 B.门极电压与门极电流的关系
C.阳极电压与阳极电流的关系 D.门极电压与阳极电流的关系
8.晶闸管电流的波形系数定义为( A )
A. B.
C.Kf =IVAR·IV D.Kf =IVAR-IV
9.取断态重复峰值电压和反向重复峰值电压中较小的一个，并规化为标准电压等级后，定为该晶闸管的( D )
A.转折电压 B.反向击穿电压
C.阈值电压 D.额定电压
10.具有自关断能力的电力半导体器件称为( A )
A.全控型器件 B.半控型器件
C.不控型器件 D.触发型器件
11.晶闸管的三个引出电极分别是（　A　　）
A.阳极、阴极、门极 B.阳极、阴极、栅极
C.栅极、漏极、源极 D.发射极、基极、集电极
12.当晶闸管承受反向阳极电压且门极施加正向脉冲时，正常情况下晶闸管都将工作在
（　　B　）
A.导通状态 B.关断状态
C.饱和状态 D.不定
13.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何处理才能使其开通（　　C　）
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
14.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
15.功率晶体管（GTR）的安全工作区由几条曲线所限定（　D　　）
A.3条 B.2条
C.5条 D.4条
16.由门极控制导通的晶闸管导通后，门极信号( A )。
A.失去作用 B.需维持原值
C.需降低 D.需提高
17.逆导晶闸管是一种集成功率器件，将逆阻型晶闸管和( A )反并联在一个管芯上的。
A.二极管 B.晶闸管
C.晶体管 D.场效应管
18.GTO的电流关断增益βof=( A )。
A. B.
C. D.
19.晶闸管门极触发信号刚从断态转入通态即移去触发信号，能维持通态所需要的最小阳极电流，称为（　B　　）。
A.维持电流 B.擎住电流
C.浪涌电流 D.额定电流
20.与普通晶闸管不同，双向晶闸管的额定电流的标定用（　　C　）。
A.平均电流值 B.通态平均电流值
C.有效值 D.最大电流值
21.双极型功率晶体管和MOSFET的复合器件是（B　）。
A.GTO B.IGBT
C.GTR D.MCT
22.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
23.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
24.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( A )
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
25.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
26.按器件的可控性分类，普通晶闸管属于（　　B　）
A．全控型器件 B．半控型器件
C．不控型器件 D．电压型器件
27.下列4种电力电子器件,哪种是半控型电力电子器件。( C )
A.电力二极管 B.门极可关断晶闸管
C.晶闸管 D.电力晶体管
28.功率晶体管的二次击穿现象表现为( A )
A.从高电压小电流向低电压大电流跃变
B.从低电压大电流向高电压小电流跃变
C.从高电压大电流向低电压小电流跃变
D.从低电压小电流向高电压大电流跃变
29.普通晶闸管不具备自关断能力，常被称为（　B　　）
A．全控制器件 B．半控型器件
C．不控制器件 D．触发型器件
30.决定触发脉冲最小宽度一个重要因素是( B )
A. 维持电流IH B. 擎住电流IL
C. 浪涌电流ITSm D. 额定电流
32.为防止晶闸管误触发，应使干扰信号不超过( B )
A. 安全区 B. 不触发区
C. 可靠触发区 D. 可触发区
33. 要关断GTO，则需( B )
A. 在门极加正脉冲信号 B. 在门极加负脉冲信号
C. 加强迫关断电路 D. 加正弦波信号
34. 全控型器件是( D )
A. 光控晶闸管 B. 双向晶闸管
C. 逆导晶闸管 D. 功率晶体管
35.双向晶闸管是三端几层半导体结构?( A )
A．五层 B．四层
C．三层 D．二层
36.为了减小门极损耗，晶闸管正常导通的方法是阳极加正向电压，门极加（　A　　）。
A．正脉冲 B．负脉冲
C．直流 D．正弦波
37．在GTR作为开关的电路中，若在转换的过程中出现从高电压小电流到低电压大电流的现象，则说明晶体管（ B　）。
A．失控 B．二次击穿
C．不能控制关断 D．不能控制开通
38．下列器件中为全控型器件的是（ D　）。
A．双向晶闸管 B．快速晶闸管
C．光控晶闸管 D．功率场效应晶体管
40.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
41.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( D )
A.一次击穿 B.反向截止
C.临界饱和 D.二次击穿
42.下面给出的四个电力半导体器件中，哪个是全控型电力半导体器件( C )
A.二极管 B.晶闸管
C.功率晶体管 D.逆导晶闸管
43.晶闸管的正向不重复峰值电压UDsm与转折电压U80的关系是( C )
A.UDsm=UB0 B.UDsm>UB0
C.UDsm<UB0 D.UDsm=1.2UB0
44.晶闸管在正常工作中，触发控制信号应加在( C )
A.阳极 B.阴极
C.门极 D.漏极
45.晶闸管的伏安特性是指( C )
A.阳极电压与门极电流的关系 B.门极电压与门极电流的关系
C.阳极电压与阳极电流的关系 D.门极电压与阳极电流的关系
46.晶闸管是 ( B )
A.2端器件 B.3端器件
C.4端器件 D.5端器件
47.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
48.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
49．晶闸管过电压保护元器件是（　　B　）
A．快速熔断器 B．RC电路
C．快速开关 D．电抗器
50.下面给出的四个图形符号，哪个是可关断晶闸管的图形符号（　B　　）

51.IGBT是( B )
A.电流驱动型元件 B.电压驱动型元件
C.半控型元件 D.不控型元件
三、 简答题：
1. .晶闸管的导通条件是什么?怎样使晶闸管由导通变为关断?
答：导通条件：晶闸管阳极与阴极之间加正向电压，并在门极加正向触发电压。
使晶闸管由导通变为关断方法：减小阳极电流使其小于维持电流；阳极加反向电压。
2. 什么是晶闸管的维持电流?指出晶闸管擎住电流与维持电流的关系。
答：已经导通的晶闸管，使其能够维持通态所需的最小阳极电流，称为维持电流。
擎住电流与维持电流的关系是：擎住电流大于维持电流（IL>IH)
3. .试说明功率晶体管(GTR)的安全工作区SOA由哪几条曲线所限定?
答：集电极最大允许直流电流线ICM；集电极最大允许戈功耗线PCM；二次击穿触发功率线PSB；集电极发射极允许最高击穿电压线VCE；
4. 画出GTR开关响应特性曲线。（P18图1－15）
5. 画出功率晶体管由截止到开通的开关损耗图。（P19图1－16）
6. 晶闸管串联使用时需解决什么问题?如何解决?
答：晶闸管串联使用时需解决静态不均压和动态不均压问题。首先应选用参数和特性一致的器件，另外可以采用并联电阻解决静态不均压问题和并联RC支路解决动态不均压问题。
7. 晶闸管的通态平均电流IVEAR是如何定义的。
答：在规定的条件下，工频正弦半波在一个周期内的平均值。
8. 简述晶闸管维持电流、擎住电流的含义。
答：已经导通的晶闸管，使其能够维持通态所需的最小阳极电流，称为维持电流。
晶闸管门极触发刚从断态转入通态即移去触发信号，能够维持通态所需要的最小阳极电流，称为擎住电流。
9. 什么是晶闸管的浪涌电流？
答：由于电路发生异常情况时，允许在工频半周期内的不重复性最大正向过峰值电流。
10. 画出晶闸管的双晶体管模型。

11. 晶闸管两端并接阻容吸收电路可起哪些保护作用？
12. 画出Ig=0时双向晶闸管的伏安特性曲线。（P16图1－11）
13. 设某型号晶闸管维持电流IH=4mA，晶闸管使用在下图电路中是否合理?为什么(不考虑电流裕量)?

答：不合理。因其导通时电流小于晶闸管维持电流IH=4mA。故不能维持导通状态。
19． 画出晶闸管在门极电流足够大时的伏安特性曲线。（P9图1－6）
20． 画出晶闸管的阳极伏安特性曲线。（P9图1－6）
四、分析计算题
1.某一整流电路，流过晶闸管的实际电流波形如图所示，其平均值IVIAR=20A，试选择晶闸管的额定电流IVEAR(不考虑裕度系数)。（P13 例1－1）

2.如图所示电路，要使晶闸管VT导通，门极触发电流脉冲的宽度最小应为多少？图中E=50V，R=0.5Ω，L=0.5H，晶闸管擎住电流IL=15mA. (8分)

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