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UAK >0且UGK>0

1.2 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Im , 试计算各波形的电流平均值Id1,Id2,Id3与电流有效值I1，I2，I

3

解:a) Id1=

Im21Π

ωt=+1)≈0.2717Im (Imsin()42Π22ΠΠ

1ΠIm312

I1=(Imsin)() tdwt=+≈0.4767Im Π

2Π4242Π

b) Id2=

1ΠIm2

tdwt=+1)=0.5434Im (Imsin()ΠΠ422

1Π2Im312

I2=(Imsin)() tdwt=+≈0.6741Im Π

Π4242Π

121

dtIm()ω=Im c) Id3=

2Π∫041221

Im()dωt=Im I3=

2Π∫02

1.4.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Id1、Id2、Id3各为多少?这时,相应的电流最

大值Im1,Im2,Im3各为多少?

解:额定电流IT(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) Im1≈

Π

Π

I

≈329.35A, Id1≈0.2717Im1≈89.48A

0.4767I

b) Im2≈≈232.90A, Id2≈0.5434Im2≈126.56A

0.6741

1

c) Im3=2I=314 Id3=Im3=78.5

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1.5.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

1　两个等效晶体益α1和α2，由普通晶阐管的分析可得，α1+α2=1是器件临界导通 的条件。α1+α2＞

管过饱和而导通；α1+α2＜1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α2较大,这样晶体管V2控制灵敏,易于GTO关断;

2)GTO导通时α1+α2的更接近于l,普通晶闸管α1+α2≥1.5,而GTO则为α1+α2≈1.05，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;