绪论、电力半导体器件基础及其使用相关技术

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半导体器件基础

半导体器件基础

半导体器件基础一、引言半导体器件是现代电子技术的基础,广泛应用于通信、计算机、消费电子等各个领域。

本文将对半导体器件的基础知识进行介绍,包括半导体材料、PN结、二极管和晶体管。

二、半导体材料半导体器件的制作材料主要是硅(Si)和锗(Ge)。

这两种材料的原子结构中,外层电子数与内层电子数相差较小,使得它们具有较好的导电性能。

此外,硅和锗还具有稳定的化学性质和较高的熔点,适合用于制作半导体器件。

三、PN结PN结是半导体器件中最基本的结构之一。

它由一个P型半导体和一个N型半导体组成。

在PN结中,P型半导体中的空穴(正电荷)和N型半导体中的电子(负电荷)会发生扩散,形成空间电荷区。

空间电荷区中的电荷分布形成了电场,使得PN结两侧形成了正负电势差。

当外加电压使得PN结正向偏置时,空间电荷区变窄,电流可以通过;当外加电压使得PN结反向偏置时,空间电荷区变宽,电流无法通过。

PN结的这种特性使其成为二极管和晶体管等器件的基础。

四、二极管二极管是一种最简单的半导体器件,由PN结组成。

二极管具有只能单向导通电流的特性,即正向偏置时电流可以通过,反向偏置时电流无法通过。

二极管广泛应用于电路中的整流、限流和保护等功能。

五、晶体管晶体管是一种三层PN结的器件,由发射极、基极和集电极构成。

晶体管的工作方式取决于PN结的偏置状态。

当PN结适当偏置时,发射极和集电极之间的电流受到基极电流的控制。

晶体管可以放大电流和信号,广泛应用于放大器、开关和逻辑电路等领域。

六、其他半导体器件除了二极管和晶体管,半导体器件还包括场效应晶体管(FET)、可控硅(SCR)等。

FET是一种基于电场控制的器件,具有高输入阻抗和低噪声的特点,适用于放大和开关电路。

SCR是一种具有双向导通特性的器件,广泛应用于交流电控制领域。

七、结论半导体器件基础知识对于理解和应用现代电子技术至关重要。

本文介绍了半导体材料、PN结、二极管和晶体管等基本概念。

通过深入学习和理解半导体器件的基础知识,我们可以更好地应用和创新电子技术,推动科技进步和社会发展。

半导体器件的基本知识

半导体器件的基本知识

半导体器件的基本知识在当今科技飞速发展的时代,半导体器件已经成为了现代电子技术的核心基石。

从我们日常使用的智能手机、电脑,到各种先进的医疗设备、航空航天系统,半导体器件无处不在,深刻地影响着我们的生活和社会的发展。

那么,什么是半导体器件?它们是如何工作的?又有哪些常见的类型和应用呢?接下来,让我们一起走进半导体器件的世界,探寻其中的奥秘。

一、半导体的基本特性要理解半导体器件,首先需要了解半导体材料的特性。

半导体是一种导电性介于导体和绝缘体之间的材料,常见的半导体材料有硅(Si)、锗(Ge)等。

半导体的导电性可以通过掺杂等方式进行精确控制,这使得它们在电子器件中具有独特的应用价值。

半导体的一个重要特性是其电导特性对温度、光照等外部条件非常敏感。

例如,随着温度的升高,半导体的电导通常会增加。

此外,半导体还具有光电效应,即当半导体受到光照时,会产生电流或改变其电导特性,这一特性在太阳能电池、光电探测器等器件中得到了广泛应用。

二、半导体器件的工作原理半导体器件的工作原理主要基于 PN 结。

PN 结是在一块半导体材料中,通过掺杂工艺形成的P 型半导体区域和N 型半导体区域的交界处。

P 型半导体中多数载流子为空穴,N 型半导体中多数载流子为电子。

当P 型半导体和 N 型半导体结合在一起时,由于两种区域的载流子浓度差异,会发生扩散运动,形成内建电场。

在 PN 结上加正向电压(P 区接正,N 区接负)时,内建电场被削弱,多数载流子能够顺利通过 PN 结,形成较大的电流,此时 PN 结处于导通状态。

而加反向电压时,内建电场增强,只有少数载流子能够形成微小的电流,PN 结处于截止状态。

基于 PN 结的这一特性,可以制造出二极管、三极管等多种半导体器件。

三、常见的半导体器件1、二极管二极管是最简单的半导体器件之一,它只允许电流在一个方向上通过。

二极管在电路中常用于整流(将交流电转换为直流电)、限幅、稳压等。

例如,在电源适配器中,二极管组成的整流电路将交流市电转换为直流电,为电子设备供电。

半导体器件的基本概念和应用有哪些

半导体器件的基本概念和应用有哪些

半导体器件的基本概念和应用有哪些一、半导体器件的基本概念1.半导体的定义:半导体是一种导电性能介于导体和绝缘体之间的材料,常见的有硅、锗、砷化镓等。

2.半导体的导电原理:半导体中的载流子(电子和空穴)在外界条件(如温度、光照、杂质)的影响下,其浓度和移动性会发生变化,从而改变半导体的导电性能。

3.半导体器件的分类:根据半导体器件的工作原理和用途,可分为二极管、三极管、晶闸管、场效应晶体管等。

二、半导体器件的应用1.二极管:用于整流、调制、稳压、开关等电路,如电源整流器、数字逻辑电路、光敏器件等。

2.三极管:作为放大器和开关使用,如音频放大器、数字电路中的逻辑门等。

3.晶闸管:用于可控整流、交流调速、电路控制等,如电力电子设备、灯光调节等。

4.场效应晶体管:主要作为放大器和开关使用,如场效应晶体管放大器、数字逻辑电路等。

5.集成电路:由多个半导体器件组成的微型电子器件,用于实现复杂的电子电路功能,如微处理器、存储器、传感器等。

6.光电器件:利用半导体材料的光电效应,实现光信号与电信号的转换,如太阳能电池、光敏电阻等。

7.半导体存储器:用于存储信息,如随机存储器(RAM)、只读存储器(ROM)等。

8.半导体传感器:将各种物理量(如温度、压力、光照等)转换为电信号,用于检测和控制,如温度传感器、光敏传感器等。

9.半导体通信器件:用于实现无线通信功能,如晶体振荡器、射频放大器等。

10.半导体器件在计算机、通信、家电、工业控制等领域的应用:计算机中的微处理器、内存、显卡等;通信设备中的射频放大器、滤波器等;家电中的集成电路、传感器等;工业控制中的电路控制器、传感器等。

以上就是关于半导体器件的基本概念和应用的详细介绍,希望对您有所帮助。

习题及方法:1.习题:请简述半导体的导电原理。

方法:半导体中的载流子(电子和空穴)在外界条件(如温度、光照、杂质)的影响下,其浓度和移动性会发生变化,从而改变半导体的导电性能。

半导体物理和器件的基本原理和应用

半导体物理和器件的基本原理和应用

半导体物理和器件的基本原理和应用半导体是一种电阻介于导体和绝缘体之间的物质,常见的半导体材料包括硅、锗、砷化镓等。

由于半导体具有电子、空穴控制和放大特性,因此广泛应用于电子器件和电路设计中。

一、半导体物理基本原理1. 晶格结构半导体是一种晶体,具有相对完整的晶格结构。

晶格结构决定了半导体的物理性质,如能带结构、晶格振动、热膨胀等。

晶体在一定的结构空间中,由原子的周期性排列而成,称为晶胞。

常见的半导体结构包括晶格常数、晶格类型、晶面取向等参数。

2. 能带结构能带结构是半导体物理基本原理之一,它描述了半导体的能量分布情况。

半导体的能带结构包含价带和导带,它们之间隔着能隙。

价带是电子最稳定的轨道,包容着大量的电子;导带是高能的轨道,电子在其中可以自由运动。

带隙宽度几乎决定了半导体材料在电子学中的行为。

3. 掺杂半导体材料中添加一定量的杂质被称为掺杂。

添加n型掺杂的杂质称为施主,添加p型掺杂的杂质称为受主。

掺杂可以改变半导体中的电荷载流子浓度,从而影响其电导率。

n型半导体中导电的载流子是电子,p型半导体中导电的载流子是空穴。

二、半导体器件基本原理1. 二极管二极管是一种简单的半导体器件,它由n型和p型半导体组成。

与p型半导体相接触的区域为P-N结,这种结构具有单向导电性,在正向电压下可以导通,在反向电压下则截止。

二极管广泛应用于电源电路、调制解调器、收音机等电子器件中。

2. 晶体管晶体管是一种用作放大器和开关的半导体器件。

它由n型和p 型半导体材料组成,与二极管相比具有放大倍数大、噪声小等优点。

晶体管主要由三个区域组成:发射区、集电区、基区。

收集区控制基区导电,从而控制发射区和集电区的导电状态。

3. MOS场效应管MOS场效应管是一种基于MOS结构的半导体器件,它是一种三端器件,包含源极、漏极和栅极。

通过对栅极电压的调节,可以控制源极与漏极之间的电阻,从而实现模拟和数字信号的放大和控制。

三、半导体器件应用1. 集成电路集成电路是一种将数千甚至数百万个晶体管、电容器、电阻器等器件集成在一个小芯片上的电子设备。

模拟电路与数字电路(第2版).doc

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模拟电路与数字电路(第2版)-txt免费下载|在线阅读|全集|电子书更新.基本信息·出版社:电子工业出版社·页码:356页·出版日期:2008年07月·ISBN:71210639059787121063909·条形码:9787121063909·版本:第2版·装帧:平装·开本:16·正文语种:中文·丛书名:电子信息与电气学科规划教材电子电气基础课程内容简介本书为普通高等教育“十一五”国家级规划教材。

本书主要介绍模拟电路和数字电路基本理论,全书内容分为四个部分,共13章。

第一部分为第1章绪论,介绍电子电路相关基本概念;第二部分为模拟电路,包括第2~7章,内容为:半导体器件基础、放大电路基础、反馈放大电路、集成运算放大电路、正弦振荡电路和直流电源;第三部分为数字电路,包括第3~13章,内容为:数字逻辑基础、组合逻辑电路、时序逻辑电路引论、时序逻辑电路的分析和设计、存储器和可编程逻辑器件和脉冲信号的产生与整形;第四部分为附录A~E,内容包括:国产半导体分立器件和集成电路型号命名方法、电子电路教学常用EDA软件简介、集成电路基础知识、习题参考解答和常见电子电路术语中英文对照。

本书注重基本概念、基本原理与基本计算的介绍,力求叙述简明扼要,通俗易懂,图形符号均采用了新国标,可以作为普通高等院校非电类各专业、电气信息类计算机专业及其他相近专业的电子技术基础课程教材,也可供有关工程技术人员参考。

目录第一部分第1章绪论1.1电子技术相关基本概念1.2电子技术的发展历史及其研究热点1.2.1电子技术的发展历史1.2.2与电子技术相关的研究热点1.3电路模型1.4电子电路的特点及研究方法1.5学习本课程的目的及方法本章小结第二部分模拟电路第2章半导体器件基础2.1半导体的基本知识2.1.1本征半导体2.1.2杂质半导体2.1.3PN结及其单向导电性2.2晶体二极管2.2.1晶体二极管的结构、符号、类型2.2.2晶体二极管的伏安特性与等效电路2.2.3晶体二极管的主要参数2.2.4晶体二极管的温度特性2.2.5晶体二极管的应用2.2.6稳压管2.3晶体三极管2.3.1晶体三极管的结构、符号、类型及应用2.3.2晶体三极管的电流分配及放大作用2.3.3晶体三极管的伏安特性与等效电路2.3.4晶体三极管的主要参数2.4场效应管2.4.1场效应管的结构、类型2.4.2场效应管的工作原理2.4.3场效应管的特性曲线2.4.4场效应管的符号表示及主要参数本章小结习题第3章放大电路基础3.1放大电路的基本概念3.2共发射极放大电路3.2.1共发射极组态基本放大电路的构成3.2.2共发射极组态基本放大电路的工作原理3.3放大电路的分析方法3.3.1静态和动态3.3.2直流通路和交流通路3.3.3放大电路的静态分析3.3.4放大电路的动态分析——图解分析法3.3.5放大电路的动态分析——小信号模型法3.4用H参数小信号模型分析共发射极基本放大电路3.4.1求电压增益3.4.2求输入电阻和输出电阻3.5稳定静态工作点的放大电路3.5.1温度对工作点的影响3.5.2分压式偏置电路3.6共集电极电路和共基极电路3.6.1共集电极放大电路(射极输出器)3.6.2共基极放大电路3.6.3三种基本组态放大电路的比较3.7放大电路的频率响应3.7.1幅频特性和相频特性3.7.2波特图3.7.3共发射极放大电路的频率特性3.8场效应管放大电路3.8.1FET放大电路的静态分析3.8.2FET放大电路的小信号模型分析法3.9多级放大电路3.9.1多级放大电路概述3.9.2多级放大电路的分析3.10放大电路的主要性能指标本章小结习题第4章放大电路中的反馈4.1反馈的基本概念4.2反馈的分类4.3负反馈放大电路的增益第5章集成运算放大器第6章正弦波振荡电路第7章直流稳压电源第三部分数字电路第8章数字逻辑基础第9章组合逻辑电路第1O章时序逻辑电路引论第11章时序逻辑电路的分析与设计第12章存储器和可编程逻辑器件第13章脉冲信号的产生与整形第四部分附录附录A国产半导体分立元件和集成电路型号命名方法附录B电子电路教学常用EDA软件简介附录C集成电路基础知识附录D常见电子电路术语中英文对照附录E习题参考解答参考文献……序言本书第1版出版以来,承蒙厚爱,已印刷多次,被许多兄弟院校选为教材(台湾地区也引其出版作为高校教材使用),在此编者深表感谢。

电力电子器件的基本原理与应用

电力电子器件的基本原理与应用

电力电子器件的基本原理与应用电力电子器件是用于控制电力流动的关键组成部分,广泛应用于能源转换、电力传输和电力负载调节等领域。

本文将介绍电力电子器件的基本原理和常见应用。

一、电力电子器件的基本原理1. 二极管(Diode)二极管是最简单的电力电子器件,具有单向导电特性。

它由导体P型和N型半导体材料结合而成,通过半导体PN结的特殊性质实现电流的单向流动。

二极管在整流、电压倍增和过压保护等方面具有重要应用。

2. 可控硅(Thyristor)可控硅是一种具有控制触发能力的电力电子器件。

它由PNPN结构组成,因其具有控制电流通断的功能而得名。

可控硅主要应用于交流电的调光、电动机的启动和断相控制等领域。

3. 三极管(Transistor)三极管是一种半导体器件,可用于放大电信号或作为开关。

它由三个掺杂不同的半导体层构成,基本分为三种类型:NPN型、PNP型和场效应晶体管。

三极管在电力放大、功率控制和逻辑电路等方面有广泛应用。

4. MOSFETMOSFET是金属-氧化物-半导体场效应晶体管的简称。

它由金属栅极、绝缘层和半导体材料构成。

MOSFET具有高输入阻抗、低功耗和快速开关速度的优点,广泛应用于开关电源、功率放大和逆变器等领域。

二、电力电子器件的应用1. 电力变换与传输电力电子器件在交流输电系统和直流输电系统中起到关键作用。

例如,交流输电系统中的静止变流器利用可控硅和同步开关电路,实现对电能的变频和控制。

直流输电系统中的换流器则利用改进的可控硅技术,将交流电转换为可控的直流电。

2. 新能源发电系统电力电子器件在新能源发电系统中的应用越来越重要。

例如,光伏逆变器将光能转换为交流电能,通过功率电子器件的高效能力,将电能注入电网。

风力发电系统中的变频器则将风力转换为稳定的电力输出,帮助控制风机的转速和功率。

3. 电动汽车充电电力电子器件也广泛应用于电动汽车充电系统。

充电桩中的直流快充器件使用了大功率的可控硅和MOSFET技术,能够快速稳定地给电动汽车充电。

《模拟电子技术基础》教学教案

《模拟电子技术基础》教学教案

《模拟电子技术基础》教学教案第一章:绪论1.1 教学目标让学生了解模拟电子技术的基本概念和特点使学生掌握模拟电子技术在工程应用中的重要性培养学生对模拟电子技术的兴趣和好奇心1.2 教学内容模拟电子技术的定义和发展历程模拟电子技术的基本特点和应用领域模拟电子技术在工程实践中的重要性1.3 教学方法采用讲授法,讲解模拟电子技术的概念和特点通过实例分析,使学生了解模拟电子技术在实际应用中的作用引导学生进行思考和讨论,培养学生的创新意识1.4 教学评估课堂问答:检查学生对模拟电子技术概念的理解程度第二章:常用半导体器件2.1 教学目标让学生掌握半导体器件的基本原理和特性使学生能够识别和使用常用的半导体器件培养学生对半导体器件在电路中的应用能力2.2 教学内容半导体的基本概念和性质常用半导体器件的结构和特性半导体器件的应用电路及功能2.3 教学方法采用讲解法,介绍半导体器件的基本原理和特性通过实验演示,使学生能够直观地观察半导体器件的工作状态引导学生进行实践操作,培养学生的动手能力2.4 教学评估课堂问答:检查学生对半导体器件原理的理解程度实验报告:评估学生在实验中对半导体器件的应用能力第三章:基本放大电路3.1 教学目标让学生了解放大电路的基本原理和分类使学生掌握基本放大电路的设计和分析方法培养学生对放大电路在模拟电路中的应用能力3.2 教学内容放大电路的基本原理和分类基本放大电路的设计和分析方法放大电路的应用实例及功能3.3 教学方法采用讲解法,介绍放大电路的基本原理和分类通过仿真实验,使学生能够直观地观察放大电路的工作状态引导学生进行实践操作,培养学生的动手能力3.4 教学评估课堂问答:检查学生对放大电路原理的理解程度实验报告:评估学生在实验中对放大电路的应用能力第四章:集成运算放大器4.1 教学目标让学生了解集成运算放大器的基本原理和特性使学生掌握集成运算放大器的应用电路及功能培养学生对集成运算放大器在模拟电路中的应用能力4.2 教学内容集成运算放大器的基本原理和特性集成运算放大器的应用电路及功能集成运算放大器的选择和使用方法4.3 教学方法采用讲解法,介绍集成运算放大器的基本原理和特性通过实验演示,使学生能够直观地观察集成运算放大器的工作状态引导学生进行实践操作,培养学生的动手能力4.4 教学评估课堂问答:检查学生对集成运算放大器原理的理解程度实验报告:评估学生在实验中对集成运算放大器的应用能力第五章:模拟信号处理5.1 教学目标让学生了解模拟信号处理的基本原理和方法使学生掌握模拟信号处理电路的设计和分析方法培养学生对模拟信号处理在实际应用中的创新能力5.2 教学内容模拟信号处理的基本原理和方法模拟信号处理电路的设计和分析方法模拟信号处理的应用实例及功能5.3 教学方法采用讲解法,介绍模拟信号处理的基本原理和方法通过仿真实验,使学生能够直观地观察模拟信号处理电路的工作状态引导学生进行实践操作,培养学生的动手能力5.4 教学评估课堂问答:检查学生对模拟信号处理原理的理解程度实验报告:评估学生在实验中对模拟信号处理电路的应用能力第六章:数字电子技术基础6.1 教学目标让学生了解数字电子技术的基本概念和特点使学生掌握数字电子技术在工程应用中的重要性培养学生对数字电子技术的兴趣和好奇心6.2 教学内容数字电子技术的定义和发展历程数字电子技术的基本特点和应用领域数字电子技术在工程实践中的重要性6.3 教学方法采用讲授法,讲解数字电子技术的概念和特点通过实例分析,使学生了解数字电子技术在实际应用中的作用引导学生进行思考和讨论,培养学生的创新意识6.4 教学评估课堂问答:检查学生对数字电子技术概念的理解程度第七章:常用数字逻辑器件7.1 教学目标让学生掌握数字逻辑器件的基本原理和特性使学生能够识别和使用常用的数字逻辑器件培养学生对数字逻辑器件在电路中的应用能力7.2 教学内容数字逻辑器件的基本概念和性质常用数字逻辑器件的结构和特性数字逻辑器件的应用电路及功能7.3 教学方法采用讲解法,介绍数字逻辑器件的基本原理和特性通过实验演示,使学生能够直观地观察数字逻辑器件的工作状态引导学生进行实践操作,培养学生的动手能力7.4 教学评估课堂问答:检查学生对数字逻辑器件原理的理解程度实验报告:评估学生在实验中对数字逻辑器件的应用能力第八章:数字电路设计8.1 教学目标让学生了解数字电路设计的基本原理和方法使学生掌握数字电路设计的过程和技巧培养学生对数字电路设计在实际应用中的创新能力8.2 教学内容数字电路设计的基本原理和方法数字电路设计的过程和技巧数字电路设计的应用实例及功能8.3 教学方法采用讲解法,介绍数字电路设计的基本原理和方法通过仿真实验,使学生能够直观地观察数字电路设计的工作状态引导学生进行实践操作,培养学生的动手能力8.4 教学评估课堂问答:检查学生对数字电路设计原理的理解程度实验报告:评估学生在实验中对数字电路设计的应用能力第九章:数字信号处理9.1 教学目标让学生了解数字信号处理的基本原理和方法使学生掌握数字信号处理电路的设计和分析方法培养学生对数字信号处理在实际应用中的创新能力9.2 教学内容数字信号处理的基本原理和方法数字信号处理电路的设计和分析方法数字信号处理的应用实例及功能9.3 教学方法采用讲解法,介绍数字信号处理的基本原理和方法通过仿真实验,使学生能够直观地观察数字信号处理电路的工作状态引导学生进行实践操作,培养学生的动手能力9.4 教学评估课堂问答:检查学生对数字信号处理原理的理解程度实验报告:评估学生在实验中对数字信号处理电路的应用能力第十章:综合应用与实践10.1 教学目标让学生掌握模拟电子技术和数字电子技术的综合应用使学生能够独立完成复杂的电子系统设计和分析培养学生解决实际电子工程问题的能力10.2 教学内容模拟电子技术与数字电子技术的综合应用案例复杂电子系统的设计和分析方法实际电子工程问题的解决策略10.3 教学方法采用案例教学法,分析模拟电子技术与数字电子技术的综合应用通过项目驱动,让学生参与复杂电子系统的设计和分析引导学生进行创新实践,培养学生的工程能力10.4 教学评估项目报告:评估学生在项目中对模拟电子技术和数字电子技术的综合应用能力课堂展示:检查学生对复杂电子系统设计和分析的理解程度综合测试:评估学生解决实际电子工程问题的能力1. 教学目标让学生理解模拟电子技术的基本概念和原理使学生掌握常用半导体器件的结构、特性和应用培养学生运用模拟电子技术解决实际问题的能力2. 教学内容半导体的基本概念、性质和制备方法常用半导体器件(如二极管、晶体管、集成电路等)的结构和特性模拟电子技术在实际工程应用中的典型案例分析3. 教学方法采用讲授法,讲解模拟电子技术的基本原理和概念通过实验演示,让学生亲身体验半导体器件的工作状态结合实例分析,培养学生的实际应用能力4. 教学评估课堂问答:检查学生对模拟电子技术基本原理的理解程度课后作业:要求学生完成相关的半导体器件应用案例第一章:绪论模拟电子技术的定义和发展历程模拟电子技术的应用领域和重要性半导体导电性的基本原理第二章:半导体器件基础半导体的基本概念和性质常用半导体器件(如二极管、晶体管等)的结构和特性半导体器件的参数和应用第三章:放大器电路放大器电路的基本原理和类型放大器电路的设计和分析方法放大器电路的应用实例第四章:振荡器和滤波器振荡器的工作原理和类型滤波器的原理和设计方法振荡器和滤波器的应用案例第五章:模拟电子技术在工程应用中的案例分析模拟电子技术在信号处理中的应用模拟电子技术在通信系统中的应用模拟电子技术在控制系统和功率电子中的应用。

第二章电力半导体器件

第二章电力半导体器件
半控型器件(Thyristor) ——通过控制信号可以控制其导通而
不能控制其关断。 全控型器件(IGBT,MOSFET)
——通过控制信号既可控制其导通又 可控制其关断,又称自关断器件。 不可控器件(Power Diode)
——不能用控制信号来控制其通断, 因此 也就不需要驱动电路。
9、我们的市场行为主要的导向因素,第一个是市场需求的导向,第二个是技术进步的导向,第三大导向是竞争对手的行为导向。21.9.621.9.6Monday, September 06, 2021
C
电力电子技术——电力半导体器件
K(N)
电力电子技术——电力半导体器件
2.2.2 功率二级管
功率二极管(Power Diode)也称为半导体整流器 (Semiconductor Rectifier,简称SR),不可控电力电子 器件, 结构和原理简单,工作可靠,是20世纪最早(50年 代)获得应用的电力电子器件,直到现在它在高、中频整流、 逆变等领域仍然发挥着积极的作用。功率二极管是由一个 面积较大的PN结和两端引线以及封装组成的,现在也有做 成模块式结构的,如下图。
电力电子技术——电力半导体器件
1)概念: 电力电子器件(Power Electronic Device)
——可直接用于主电路中,实现电能的变换或控制的电 子器件。
主电路(Main Power Circuit)
——电气设备或电力系统中,直接承担电能的变换或控 制任务的电路。
2)分类:
电真空器件 (汞弧整流器、闸流管)
整流二极管及模块
电力电子技术——电力半导体器件
由于功率二极管流过很大的电流,其中引线、焊接电 阻压降等都有明显影响;同时为了提高耐压,掺杂浓 度也造成压降较大。功率二极管一般工作在大电流、 高电压场合。因此二极管本身耗散功率大、发热多, 使用时必须配备良好的散热器,以使器件的温度不超 过规定值,确保运行安全

半导体基本器件及其应用电路综述

半导体基本器件及其应用电路综述

半导体基本器件及其应用电路综述引言半导体基本器件是现代电子领域中的重要组成部分,它们在各种电子设备和电路中起着关键的作用。

本文将对常见的半导体基本器件及其应用电路进行综述,旨在帮助读者对这些器件和电路有更深入的了解。

一、二极管1.1 基本原理二极管是一种具有两个 PN 结的半导体器件。

该器件的特性是只允许电流单向通过。

当正向电压施加在二极管的 PN 结上时,电流能够流过二极管,这种状态称为正向偏置;而当反向电压施加在 PN 结上时,二极管会阻止电流通过,这种状态称为反向偏置。

1.2 应用电路•整流电路:利用二极管的单向导电特性,将交流电转换为直流电。

•开关电路:二极管作为开关元件,通过控制二极管的正向和反向偏置,实现电路的开关功能。

•调光电路:利用二极管的正向导电特性,通过改变正向偏置电压的大小,控制二极管通过的电流,从而实现调光效果。

二、三极管2.1 基本原理三极管是一种具有三个 PN 结的半导体器件,分别为基极、发射极和集电极。

根据基极电流对发射极-集电极之间电流的控制,可以将三极管分为两种工作状态:放大状态和截止状态。

2.2 应用电路•放大电路:通过三极管的放大特性,将输入信号放大到需要的幅度,用于信号增强的应用。

•开关电路:类似于二极管的应用,三极管可以作为开关元件,通过控制基极电流,控制电路的开关状态。

三、场效应管3.1 基本原理场效应管是一种以空间电荷控制电流的半导体器件。

其结构包括栅极、漏极和源极。

根据栅极控制电荷可以改变漏极和源极之间的电流。

3.2 应用电路•放大电路:场效应管具有高输入阻抗和低输出阻抗的特性,可以用于放大输入信号。

•开关电路:场效应管也可以作为开关元件使用,通过控制栅极电压,控制电路的开关状态。

四、集成电路4.1 基本原理集成电路(Integrated Circuit,简称 IC)是在一块半导体芯片上集成了多个器件和电路的电子器件。

根据集成度的不同,可以分为小规模集成电路(SSI)、中规模集成电路(MSI)、大规模集成电路(LSI)和超大规模集成电路(VLSI)等。

半导体器件的基本原理与应用

半导体器件的基本原理与应用

半导体器件的基本原理与应用半导体器件是现代电子技术的基石,它在各个领域中都起到了至关重要的作用。

本文将探讨半导体器件的基本原理和应用,并探索其在电子领域的发展前景。

一、半导体器件的基本原理半导体器件的基本原理是基于半导体材料的电子结构和电子运动规律。

半导体是一种介于导体和绝缘体之间的材料,它的导电能力比绝缘体强,但比金属导体弱。

这种特性使得半导体能够在电子器件中发挥重要作用。

半导体器件的工作原理主要涉及到两个概念:PN结和场效应。

PN 结是由两种不同类型的半导体材料(P型和N型)组成的结构。

当P 型和N型半导体材料连接在一起时,形成的PN结具有特殊的导电特性。

当在PN结上加上适当的正向或反向电压时,电子和空穴会发生迁移,从而实现电流的流动。

场效应是另一种重要的半导体器件工作原理。

在场效应晶体管中,通过改变栅极电压可以控制漏极到源极之间的电流。

栅极电压可以改变产生在半导体中的电子和空穴的浓度,从而控制电流的大小。

二、半导体器件的应用半导体器件广泛应用于电子通信、计算机、能源、医疗和消费电子等领域。

以下是几个常见的半导体器件应用举例:1.集成电路(IC):集成电路是半导体器件的重要应用领域之一,它是在单个芯片上集成了多个电子元件和电路。

集成电路的发展使得计算机、手机和各种智能设备得以迅速发展。

2.光电器件:光电器件是指将光信号转换为电信号的器件。

例如,光电二极管、光电导电池和光电晶体管等。

这些器件被广泛应用于光通信、光存储和显示等领域。

3.半导体激光器:半导体激光器是利用半导体结构产生激光光束的器件。

它被广泛应用于激光打印机、医疗设备、光纤通信等领域。

半导体激光器具有体积小、效率高和成本低等优势。

4.太阳能电池:太阳能电池是利用光能转换为电能的器件。

半导体材料在太阳能电池中起着关键作用,能够将太阳光转化为可用的电能。

太阳能电池被广泛应用于太阳能发电和可再生能源领域。

三、半导体器件的未来发展随着科技的不断进步,半导体器件的应用范围和功能正在不断扩展。

半导体的基本原理与应用

半导体的基本原理与应用

半导体的基本原理与应用在现代科技领域中,半导体技术作为一种重要的技术手段,广泛应用于电子设备、通信领域、光电子学等众多领域。

本文将介绍半导体的基本原理以及其在各个应用领域的应用。

一、半导体的基本原理半导体是介于导体和绝缘体之间的材料,其电导率介于两者之间。

半导体的电导率可以被外界环境或电磁场的改变所调控,具有可控性很强的特点。

半导体的基本原理有以下几个方面:1. 带隙:半导体的带隙是指能带中能量最高的不可占用能级与能带中能量最低的可占用能级之间的能量间隔。

半导体的带隙决定了其导电性质,一般分为直接带隙和间接带隙两种。

2. 杂质掺杂:半导体通过在其晶体结构中引入少量杂质,掺入一些外来的原子,从而改变其导电性能。

掺杂可以分为施主型掺杂和受主型掺杂两种,分别提高或降低材料的导电性能。

3. PN结:PN结是半导体器件中常见的结构,由两种掺杂类型不同的半导体材料接触而成。

PN结具有单向导电性,形成了半导体器件中重要的基础元件。

二、半导体的应用领域1. 电子设备:半导体技术在电子器件领域中有着广泛应用。

如晶体管、场效应管、二极管等都是基于半导体的器件,广泛应用于计算机、电视、手机等电子设备中。

半导体的小尺寸、低功耗以及高可靠性是其在电子设备中应用的重要原因。

2. 光电子学:半导体材料在光电转换中有着重要作用。

通过对半导体材料施加电场或光照,可以将电能转换为光能,实现光电转换效应。

例如,太阳能电池就是利用半导体材料将光能转化为电能的典型应用。

3. 通信领域:半导体技术在通信领域中发挥着至关重要的作用。

光纤通信系统利用半导体激光器将信号转换为光脉冲,并通过光纤传输实现远距离高速通信。

半导体材料的选择和应用直接影响通信系统的传输性能和稳定性。

4. 工业自动化:半导体器件在工业自动化领域中被广泛应用。

通过应用半导体材料制作的传感器、控制器等设备,可以实现对工业过程的实时监测和自动控制,提高生产效率和产品质量。

5. 医疗科技:半导体技术在医疗科技领域也有重要应用。

半导体技术的基本原理和应用

半导体技术的基本原理和应用

半导体技术的基本原理和应用半导体技术是当今现代电子产业最为重要的组成部分,其涵盖的范围极为广泛,广泛应用于信息技术、能源、环保等领域。

本文论述半导体技术的基本原理和应用,希望能为读者提供一定的了解和启示。

一、半导体技术基本原理半导体是介于导体和绝缘体之间的一种材料,其导电性介于导体和绝缘体之间。

半导体材料的主要特点是在两种导电性区域之间,有一部分电子能级大约位于该区域中心的“禁带”中,对于外加电场,这部分电子不易被激发,因此不参与导电。

当外加电场增加到一定大小时,禁带中部份电子被激发产生“电子空穴对”,电子跃迁到导带中,这部分电子与其原本被禁止跃迁的原子推动其他电子跃迁,形成电流,完成导电作用。

由于半导体材料中具有这种特殊的电子结构,半导体器件具有很多独特的应用。

二、应用领域1. 计算机和通讯技术随着计算机技术的不断进步,处理器的集成度和处理速度越来越高,在这样的情况下,半导体器件的应用越来越广泛。

半导体微处理器是计算机中“大脑”的重要部分,硅片是电子数字电路的重要组成部分。

在通讯技术方面,半导体器件也是关键组件,能够处理和传输信号,包括微型传感器、放大器、图像传感器等。

2. 能源在能源领域,半导体器件可以用于太阳能电池中。

太阳能就是将太阳能转化成电能,半导体器件是太阳能电池中的关键组成部分之一。

太阳能电池是利用半导体制造的,当光照在半导体材料上时,半导体材料发生光生效应,产生光伏效应电压。

太阳能电池取之不尽,用之不竭,颇为环保,是一种未来最有潜力的新型能源之一。

3. 环保在环保领域,半导体技术被应用得越来越广泛。

例如,氧化钛薄膜光催化材料的制备,可以使它具有较强的抗污染性,防止污染物逸出,能够降解一些有毒有害的有机物和重金属离子。

此外,还可以利用半导体氧化物薄膜进行净化污染空气,在城市邮电半导体氧化物灰石污染物较多的地方采用半导体照明技术净化空气。

三、半导体技术的未来半导体技术正在不断创新和发展,学者对半导体器件进行改进,使其更加灵活、更加高效,并开展了许多研究工作。

半导体电子学的基础原理与应用

半导体电子学的基础原理与应用

半导体电子学的基础原理与应用半导体电子学是研究半导体材料和电子器件物理性质、应用和制造技术的学科,它是现代电子技术的基础之一。

本文将介绍半导体电子学的基础原理和应用,包括半导体材料、PN结、放大器、半导体激光器等内容。

一、半导体材料半导体材料具有介于导体和绝缘体之间的导电特性,它对电子的导电性和电阻性有很大的控制能力,因此在电子器件中得到广泛应用。

常见的半导体材料有硅、锗、镓、砷化镓等。

其中,硅是最重要的半导体材料之一,因为它在大规模集成电路的制造中占据了主导地位。

二、PN结PN结是由P型半导体和N型半导体构成的结构,在PN结两侧存在正负电势差,形成电场。

当P型半导体和N型半导体相接触时,电子从N型半导体流向P型半导体,同时空穴从P型半导体流向N型半导体,形成扩散电流。

随着电子和空穴的流动,PN结两侧的荷载区逐渐被耗尽,形成势垒电场,限制电子和空穴的继续扩散,形成漂移电流。

PN结具有整流、放大、振荡等特性,是半导体器件的重要组成部分。

三、晶体管晶体管是一种可控的电子器件,由三个或更多区域的半导体材料构成。

其中,P型半导体和N型半导体构成PN结,将其与一个P型或N型半导体构成的控制区域相连,形成晶体管的三个区域。

晶体管的控制区域可以通过电压改变PN结两侧的电势差,从而控制电流的流动。

晶体管具有放大、开关、振荡等作用,是现代电子技术中最为重要的器件之一。

四、放大器放大器是电子设备中常用的信号增强器,可以将输入信号放大到更高的电压、电流和功率水平。

放大器通常由晶体管、电容、电感等组成,其中晶体管是实现放大作用的关键部分。

放大器主要有两种工作方式:直流放大和交流放大。

直流放大器是将直流信号放大到更高的电压、电流水平;交流放大器是将交流信号放大到更高的电压、电流水平,可以将信号的频率、相位、波形等特性进行调整。

五、半导体激光器半导体激光器是激光器中最为常见的一种类型,其工作原理是将电能转化为光能,通过PN结两侧的电势差激发半导体中的电子和空穴复合,产生激光。

半导体光电子学的基础与应用

半导体光电子学的基础与应用

半导体光电子学的基础与应用随着科技的不断发展,人们对电子器件的需求越来越大,从而推动了半导体光电子学的快速发展。

半导体光电子学是一门涉及光学、电子学和材料学等学科的交叉学科,其在通讯、信息技术、医疗和环保等领域均有着广泛应用。

本文将对半导体光电子学的基础概念、应用场景以及未来发展进行探讨。

一、基础知识1. 半导体半导体材料是电子与空穴的流动不像金属那样自由,又不如非金属那样短路,具有一种介于金属与非金属之间的性质。

半导体以硅、锗、氮化硅、碳化硅等为主要材料,是电子元器件制造的重要材料。

2. 光电效应光电效应是指光子作用于物质时会引起电子的运动现象。

光电子学利用这种现象来进行光信号的转换和处理,从而实现光电信号的传输和控制。

3. LEDLED即Light Emitting Diode(发光二极管),是一种通过半导体材料电注入激发发出特定波长光的器件。

LED广泛应用于照明、指示和显示等领域。

4. LDLD即Laser Diode(激光二极管),是一种半导体光源,利用PN结发光原理将电能转化为光能,具有窄线宽、方便激光调制和调制速度快等优点,是激光器的重要部件。

5. PDPD即Photodiode(光电二极管),是一种可以将光信号转换为电信号的半导体器件。

PD具有高速、高灵敏度和低噪声等优点,被广泛应用于光通信和光控制等领域。

二、应用场景1. 光通信领域光通信是指利用光波进行信息传输的技术。

半导体光电子学在光通信领域的主要应用包括光源、光开关、接收器等部件。

光中继、全息存储等技术也是光通信领域应用的关键技术。

2. 光储存半导体光电子学可以实现光信号的存储和提取,应用于光盘、DVD和蓝光盘等光存储设备中。

光存储的优点是存储容量大、读写速度快、抗磨损性强等。

3. 医疗领域半导体激光被广泛应用于医疗领域,如激光手术、激光诊断、激光治疗等。

激光可以精确定位和切割组织,不仅有较小的组织创伤,同时也可以控制出血,提高手术质量和效率。

电子技术基础(电力半导体器件)

电子技术基础(电力半导体器件)
以致1+2趋近于1的话,流过晶闸管的电流IA,将趋
近于无穷大,实现饱和导通。IA实际由外电路决定。
1-8
晶闸管的结构与工作原理
其他几种可能导通的情况:
阳极电压升高至相当高的数值造成雪崩效应 阳极电压上升率du/dt过高 结温较高 光触发
光触发可以保证控制电路与主电路之间的良好绝缘 而应用于高压电力设备中,称为光控晶闸管(Light Triggered Thyristor——LTT)。
绝缘栅双极晶体管
——通过控制信号既可控制其导
通又可控制其关 断,又称自关断 电力效应晶体管
器件。
处理兆瓦级 门门极极可可关关断断晶晶体体管管
大功率电能
1-2
电力电子器件的分类
按照器件内部电子和空穴两种载流子参与导电的 情况,分为三类:
单极型
——有一种载流子参与导电。如功率晶体管(GTR) 、门极可关断晶闸管(GTO)。
ib
Ib1
90% Ib1
10% Ib1 0
t Ib2
ic 90% Ics
ton
td tr
Ics
toff
ts
tf
10% Ics 0
t0 t1 t2
t3
t4 t5
t
图9.4-5 GTR的开通和关断过程电流波形
1-21
功率 晶体管
3)GTR的主要参数
前已述及:电流放大倍数( ic )、直流电流增
益hFE(
1-10
晶闸管的基本特性
1) 静态特性 (1)正向特性
IG=0时,器件两端施加正 向电压,只有很小的正向 漏电流,为正向阻断状态 。
正向电压超过正向转折电 压,U器b件o,开则通漏。电流急剧增大
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2002 → 我国立项研究(浙大、西交大、西安电力电子所)。
1.2 电力电子高频化
音频(16Hz~20kHz)以上开关频率一般称高频(超音频) → 不同于无线电高 频(用于无线电广播与通讯的中波: 100kHz~6MHz; 短波: 6~30MHz; 用于 电视雷达卫星通讯的超短波(微波): 30 ~ 3×105 MHz)。
方案1 方案2
方案3
交流电网
交/直发电机组
(效率低(70%),噪声大)
负载 无电力电子

R1
流 110VR2


交流电网
负载
采用110Ω可调电阻,负载50V(250W)运行
时:R2—99.1Ω, R1—10.9Ω。额外损耗: P=502/99.1+602/10.9≈355W — 效率极低。
采用电阻分压 不用电力电子
2. 电压驱动型、电流驱动型: ➢ 通过在控制端与公共端之间施加一定的电压信号即可实现器件的导通或 关断→电压驱动型器件。特点:所需驱动功率小。如,MOSFET、 IGBT 、 IGCT。
2. 电力电子器件
➢ 通过在控制端注入或抽出一定的电流实现器件的导通或关断→电流驱动 型器件。特点:所需驱动功率较大。如,SCR、GTO、GTR。
假使物质的某部分因外界作用而获取电子,获取电子会被相邻原子牢牢吸 引住;假使物质的某部分因外界作用而失去电子, 物质其他部分电子不能够前 来补缺。故这些物质不能导电,除非外电场强大到足以将电介质击穿。
1. 半导体
(3)半导体—如硅、锗、硒、金刚石以及一些化合物如砷化镓、碳化硅等。 导电能力介于金属导体与绝缘体之间,导电能力明显依赖材料内、外状态。
高频化→提高功率密度、减小储能元件体积,便于装置小型轻便化,如,
变压器、电感、电容体积—Hz平方根成反比。带来主要问题:
➢ 开关元件功耗、开关应力问题; ➢寄生分布参数影响及EMI(Electro-Magnetic Interference)等问题。
1. 绪论
高频化引发许多技术革新: ➢ 软开关技术(ZV[C]S: Zero→Voltage [Current] Switching; ZV[C]T: Zero
1950-1970 : 摇篮期。主要Thyristor、GTR等。 1970-1990 : 成长期。主要 MOSFET、IGBT、GTO、光控Thyristor等。
1990-至今: 成熟期。硅材料的电压全控型电力电子器件和各种复合型器件 进一步完善和发展, 如, IGBT(600~6.5 kV, 1~3.5kA)、IGCT; 各种功率集 成模块(PM) 、智能模块(SPM, IPM)的出现等。
➢ 第二类导体:主要有酸、碱、盐的溶液等化学电解质。特点是导电机构为 离子(缺少电子或者电子多余的原子或原子团), 由于各种离子的化学成分和 质量不一定相同, 导电往往引起物质的化学性质变化和物质的质量迁移。
(2) 绝缘体—又称电介质, 如玻璃、石蜡、硬橡胶、松香、丝绸、瓷器、纯水、 大部分塑料、干燥空气等。特点是原子与其电子之间束缚力很强, 即使有外 电场作用, 电子也不能挣脱原子束缚成为导电机构。
三.电力半导体器件基础
为了能够较深刻理解电力半导体器件的工作特性→简单了解有关半导体 及其导电机理的一些基本知识。
1. 半导体
三.电力半导体器件基础
按导电性能的不同, 物体可分为:导体、绝缘体、半导体。
(1) 导体: 分为第一类、第二类导体。 ➢ 第一类导体:主要指各种金属。 导电机构为自由电子,自由电子密度(典 型值: 1028~1029/m3之间)与原子密度相当、不随温度变化而明显改变。→电 子流动不会引起物质的化学性质变化以及物质的质量迁移(导电机构是电 子, 所有电子都相同,且质量远小于原子核)。
完全纯净、结构完整的半导体晶体称为本征半导体,不能导电(所有原子在
绝对零度时, 都将其电子(含最外层电子)紧紧束缚在周围,不能象金属中的价电子那
样在电场作用下参与导电)。 本征激发的半导体可以导电( 随温度上升,获得足够能量的束缚最弱的外层电
子, 会挣脱束缚成为可参与导电的自由电子; 在原束缚处同时留下相应空穴, 为临近
AC DC(整流)
3. 核心:变流→
AC DC
DC DC(斩波)
AC
AC(基本技术问题
(1) 新材料、新器件(碳化硅、氮化镓→宽禁带材料; 超级结、浮动结等); (2)电路拓扑(核心桥式); (3) 控制及转换方法(移相、PWM、多电平;智能控制); (4) 功率集成 (PIC→Power Integrated Circuits; IPM →Intelligent /Smart
目前电力电子器件的功率水平基本上稳定在109- 1010 W·Hz水平, 传统功率 器件已逼近由于寄生二极管制约而能达到的材料极限。
但自1990年代之后,电力电子器件无进一步突破性发展→电力电子技术 也难以有革命性跨越。
1. 绪论
为突破目前器件极限--两大技术发展方向:
➢ 新的器件结构(如超级结、浮动结型)。
➢ 宽禁带电力半导体器件(碳化硅、氮化稼等),如, SJ -MOSFET; LDDMOSFET; RB-IGBT(反相阻断型)等。
随着宽禁带电力半导体器件的商用化,可能给电力电子技术带来一个革命 性改观。(查看《宽禁带半导体电力电子器件及应用》,陈治明、李守智编 著,机械工业出版社,2009年1月) 2. 可再生新能源以及分布式发电系统的发展为电力电子技术应用提供并将 提供更广阔的发展空间。
1995年,美国总统科技顾问委员会提供咨询报告,列举6项关系国民经 济发展及国家长久安全关键技术:材料、制造业、信息通讯、航空和运输、 能源与环境、生物技术→前5项均与电力电子有关。
1.1.2 电力电子发展态势
1. 总体发展趋势
除应用范围不断扩大之外,总体: (1) 高频化(MHz水平: 提高性能、效率、功率密度:变压器、电感、电容体
二. 主要类型:
1. 双极型、单极型、复合型: ➢ 两种载流子(多子、少子)都参与导电的器件→双极型器件。特点:单管容 量大、开关速度低。如,SCR、GTO、GTR等; ➢ 只有一种载流子(电子或空穴)参与导电的器件→单极型器件。特点:单管 容量小、开关速度高。如,功率MOSFET。 ➢ 单极型与双极型器件混合集成而成的器件→复合型器件。开关速度、单 管容量介于单、双极型器件之间,如,IGBT、IGCT。
电子学(半导体器件)。
涉及 电工学(电力、电机)。 控制学(控制技术)。
应用前景:电能使用→90%-转换使用,2010 :80% 经电力电子。 ( CPES 语, Center of Power Electronics system, USA).
1. 绪论
2. 特点:开关状态工作、进行电能转换(功率大)。
Power Module; IPES(M) →Integrated Power Electronics System/Module); (5)抑制谐波、提高功率因素(PFC → Power Factor Compensation); (6) 提高转换效率; (7) 高频化(Soft switch、高频磁技术); (8) EMC设计(Electromagnetic compatibility)。
现代电力电子技术
绪论 电力电子器件 AC/DC变换 AC/AC变换 DC/DC变换 DC/AC变换
教材: 林渭勋,现代电力电子技术(研究生教学用书) , 机械工业出版社 ,2006-01
1 绪论
一个简单例子-电力电子节能概念
10Ω直流电阻负载, 额定功率1kW, 工作中需100W~1kW可调(对应电压 10~100V, 电流1~10A变化),确定负载供电电源实现方案。
积→ Hz平方根成反比)。
(2) 绿色化(洁净化。高效、无谐波、EMC)。
1. 绪论
3.智能化(数字化。神经网络、模糊、自适应、仿生学(粒子群,蚁群)等方 法应用)。
4. 集成化(PIC/PM→IPM/SPM→IPEM/IPES)。
2. 几个典型发展态势:
1.器件:如同因为有了计算机才引发信息浪潮一样,电力电子技术伴随着 器件的发展而进步。
1. 绪论
5. 应用:涉及机械(交直流电机传动)、电子(各种电子、半导体材料器件
及电子、集成电路)、冶金(电炉冶炼精炼、锻轧钢)、材料(电焊、透热、淬 火)、化工(电解电镀、鼓风除尘制氧机)、交通(机车牵引、船舶、电动汽车)、 通信(各种有线无线卫星通信电源)、电力(无功补偿、太阳能风力新能源发 电)、家电(空调、电磁灶、电视冰箱洗衣机) 、医疗(B超CT等电子诊断医疗 仪器)、国防(激光武器、电磁炸弹、电子对抗)以及航空航天等。
单相桥式可控整流 负载
负载50V(250W)运行时:
损耗10W计, 效率96%
用电力电子
1. 绪论
1.1 电力电子及其发展
1.1.1 电力电子
1. 电子技术:
微电子(信号处理) 电力电子(电能转换)
(Power Electronics)
功率(强) 电子学(弱)
处理功率的电子学 (强弱结合)
电力电子: 采用电子开关、进行电能转换(处理)
传统:煤、油、核、水电。可再生:风、水(海洋)、生物、地热、太阳能等→ 需要电力电子转换并入电网。
电能质量控制:无功、谐波补偿等。 3. 电力电子系统集成IPES:
1997,美国海军提出PEBB(Power Electronics Building Block) →便于标准 化、模块化、维护和规模生产等。
混合集成); ➢ SiC(碳化硅)等电力半导体器件; ➢ 高频和超级电容器(容量大→可达数十上百法拉、体积小、充放电快、等
效串联电阻小)。 ➢ 高频电力电子电路的EMC技术等等。
2. 电力电子器件
电力电子器件是电力电子电路的基础→工程实际:许多问题都可归结为如 何使用好器件的问题。
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