1.2门极可关断晶闸管GTO 4.2 大功率晶体管GTR
全控型电力电子器件
GTO的关断机理： 在双晶体管等效模型中，利用门 极负电流分流IC1，并快速抽取 V2管发射结侧载流子，以实现快 速关断 GTO优点：电压、电流容量大，适用于大 功率场合，具有电导调制效应，其通流能 力很强；缺点：电流关断增益很小，关断 时门极负脉冲电流大，开关速度低，驱动 功率大，驱动电路复杂，开关频率低
2.电力晶体管（Giant Transistor—GTR）
GTR是一种耐高电压、大电流的双极结型晶体管，电流驱动型全控器件。
GTR关断原理： 开通时，Uce正偏，提供基极电流； 关断时，I b小于等于零。 开通和关断可由基极电流来控制，故称为全控型器件和电流型驱动器件。
GTR优点：耐压高，电流大，开关特性好，通流能力强，饱和压降低 缺点：开关速度低，为电流驱动，所需驱动功率电路复杂，存在二次击穿问题
4.绝缘栅极晶体管（IGBT）
复合型器件，将GTR双极型电流驱动器件和电力MOSFET 单极型电压驱动器件结合。综合了GTR和MOSFET的优点，因而具有良好的特性。
关断原理：IGBT是一种压控器件。其C-E间主电流的通断是由栅极和射极间的电压 uGE的高低决定的。 E极为公共端。 IGBT优点：开关速度高，开关损耗小，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；缺点：开关速度低于电力MOSFET,电压， 电流容量不及GTO
3.电力场效应管绝缘栅型中的MOS型 （Metal Oxide Semiconductor FET）
关断原理：以G-S间施加电压的高低来控制D-S间主电流的通断。源极S为公共端。 门极几乎不取用电流，属压控器件。uGS正电压超过开启电压时导通，负电压作 用可使其快速关断。 优点：开关频率最高；驱动电流小，易驱动；通态电阻具有正温度系数（有利于器件 并联均流）；缺点：电压电流容量较小；通态压降较大，ID大则压降随之增大。
电力电子试题及答案及电力电子器件及其驱动电路实验报告
一、填空题：（本题共7小题，每空1分，共20分）
1、请在正确的空格内标出下面元件的简称：
电力晶体管GTR；可关断晶闸管GTO；功率场效应晶体管MOSFET；绝缘栅双极型晶体管IGBT；IGBT是MOSFET和GTR的复合管。
2、晶闸管对触发脉冲的要求是要有足够的触发功率、触发脉冲前沿要陡幅值要高和触发脉冲要与晶闸管阳极电压同步。
ton=1.8us，ts=1.8us，tf=1.2us
（2）电阻、电感性负载时的开关特性测试
除了将主回器部分由电阻负载改为电阻、电感性负载以外（即将“1”与“22”断开而将“2”与“22”相连)，其余接线与测试方法同上。
ton=2.1us，ts=10.0us，tf=2.5us
2．不同基极电流时的开关特性测试
2．不同基极电流时的开关特性测试。
3．有与没有基极反压时的开关过程比较。
4．并联冲电路性能测试。
5．串联冲电路性能测试。
6．二极管的反向恢复特性测试。
三．实验线路
四．实验设备和仪器
1．MCL-07电力电子实验箱中的GTR与PWM波形发生器部分
2．双踪示波器
3．万用表
4．教学实验台主控制屏
五．实验方法
GTR ：1
PWM：1
GTR：6
PWM：2
GTR：3
GTR：5
GTR：9
GTR：7
GTR：8
GTR：11
GTR：18
主回路：4
GTR：15
GTR：16
GTR：19
GTR：29
GTR：21
GTR：22
主回路：1
用示波器观察，基极驱动信号ib（“19”与“18”之间）及集电极电流ic（“21”与“18”之间）波形，记录开通时间ton，存贮时间ts、下降时间tf。
12 第5章 GTO
★全控型，可以通过在门极施加负的脉冲电流使其关断。
★ GTO 的电压、电流容量较大，与普通晶闸管接近，水
平4500A/5000V、1000A/9000V。
★ 在兆瓦级以上的大功率场合仍有较多的应用。如电力 有源滤波器、直流输电、静止无功补偿等。
GTO 第3页
GTO 第4页
5.1.1 结构
●与普通晶闸管的相同点： PNPN四层半导体结构，外部
GTO 第17页
（2）下降时间tf ●下降时间 tf 对应着阳极电 流迅速下降，阳极电压不 断上升和门极反电压开始 建立的过程。
●这段时间里，等效晶体管 从饱和区退至放大区，继 续从门极抽出载流子，阳 极电流逐渐减小。
●门极电流逐渐减小。
GTO 第18页
（3）尾部时间tt ●尾部时间 tt 是指从阳极电 流降到极小值开始，直 到降到维持电流为止的 时间。 ●这段时间内，残存载流 子被抽出。 ●一般： tt > ts >tf
GTO 第29页
5.3 GTO的缓冲电路
5.3.1 缓冲电路的作用
1、GTO缓冲电路主要作用： (1) GTO关断时，在阳极电流下降阶段，抑制阳极电压 VAK 中的尖峰 VP ，对 IA 进行分流，以降低关断损耗， 防止导通区减小、电流密度过大、引起结温升高， 和α1、α2增大给关断带来困难。 GTO开通时，缓冲电容通过电阻向GTO放电，有助 于所有GTO元迅速达到擎住电流，尤其是主电路为 电感负载时。
I ATO I GM
●一切影响IATO和IGM的因素均会影响βoff。 3、 阳极尖峰电压VP ●阳极尖峰电压VP是在下降时间末尾出现的极值电压。 ●它几乎随阳极可关断电流线性增加， VP 过高可能导致
GTO失效。
电力电子期末复习资料
电力电子技术期末复习资料考试题型：一、填空：1*20=20分二、选择：2*15=30分三、判断：1*10=10分四、简答题：5*3=15分四、计算题：10+15=25分1、电力晶体管GTR ；门极可关断晶闸管 GTO ；功率场效应晶体管MOSFET ；绝缘栅双极型晶体管IGBT ；2、电力电子器件一般工作在__开关__状态。
3、在通常情况下，电力电子器件功率损耗主要为__通态损耗__，而当器件开关频率较高时，功率损耗主要为__开关损耗__。
4、按照能够被控制电路信号所控制的程度，电力电子器件可以分为全控型、半控型、不可控型器件5、按内部电子和空穴两种载流子参与导电的情况，电力电子器件可分为_单极型器件_ 、 _双极型器件_ 、_复合型器件_三类。
6、电力电子器件的功率损耗的有通态损耗、断态损耗、开关损耗7、三相桥式全控整流电路晶闸管的导通顺序为VT1-VT2-VT3-VT4-VT5-VT68、肖特基二极管的开关损耗_小于_快恢复二极管的开关损耗。
9、晶闸管的基本工作特性可概括为 __正向电压门极有触发则导通、反向电压则截止__ 。
10.对同一晶闸管，维持电流IH与擎住电流I L在数值大小上有IL__大于__IH。
11、交流-交流变流电路就是把一种形式的交流电变成另一种形式的交流电的电路12、在整流电路的负载两端并联一个二极管，称为续流二极管13、三相桥式全控整流电路中共阴极组VT1、VT3、VT5的脉冲依次差120014.逆变就是把直流电变成交流电的过程。
15.电流从一个支路向另一个支路转移的过程，也称为换相。
16、当晶闸管承受反向电压时，不论门极是否有触发电流，晶闸管都不会导通17.MOSFET的漏极伏安特性中的三个区域与GTR共发射极接法时的输出特性中的三个区域有对应关系，其中前者的截止区对应后者的_截止区_、前者的饱和区对应后者的__放大区__、前者的非饱和区对应后者的_饱和区__。
18、按逆变后能量馈送去向不同来分类，电力电子元件构成的逆变器可分为有源逆变器与无源逆变器两大类。
电力电子技术习题与答案
《电力电子技术》试卷A一、填空（每空1分，36分）1、请在正确的空格内标出下面元件的简称：电力晶体管GTR；可关断晶闸管GTO；功率场效应晶体管MOSFET；绝缘栅双极型晶体管IGBT ；IGBT 是MOSFET和GTR的复合管。
2、晶闸管对触发脉冲的要求是要有足够的驱动功率、触发脉冲前沿要陡幅值要高和触发脉冲要与晶闸管阳极电压同步。
3、多个晶闸管相并联时必须考虑均流的问题，解决的方法是串专用均流电抗器。
4、在电流型逆变器中，输出电压波形为正弦波，输出电流波形为方波。
5、型号为KS100-8的元件表示双向晶闸管晶闸管、它的额定电压为800V伏、额定有效电流为100A。
6、180°导电型三相桥式逆变电路，晶闸管换相是在同一桥臂上的上、下二个元件之间进行；而120º导电型三相桥式逆变电路，晶闸管换相是在不同桥臂上的元件之间进行的。
7、当温度降低时，晶闸管的触发电流会增加、正反向漏电流会下降；当温度升高时，晶闸管的触发电流会下降、正反向漏电流会增加。
8、在有环流逆变系统中，环流指的是只流经逆变电源、逆变桥而不流经负载的电流。
环流可在电路中加电抗器来限制。
为了减小环流一般采控用控制角α大于β的工作方式。
9、常用的过电流保护措施有快速熔断器、串进线电抗器、接入直流快速开关、控制快速移相使输出电压下降。
（写出四种即可）10、双向晶闸管的触发方式有Ⅰ+、Ⅰ-、Ⅲ＋、Ⅲ- 四种。
二、判断题,（每题1分，10分）（对√、错×）1、在半控桥整流带大电感负载不加续流二极管电路中，电路出故障时会出现失控现象。
（√）2、在用两组反并联晶闸管的可逆系统，使直流电动机实现四象限运行时，其中一组逆变器工作在整流状态，那么另一组就工作在逆变状态。
（×）3、晶闸管串联使用时，必须注意均流问题。
（×）4、逆变角太大会造成逆变失败。
（×）5、并联谐振逆变器必须是略呈电容性电路。
电力电子技术与答案1
模拟题（1）一、填空题(每小空1分，共13分)1．正弦脉宽调制（SPWM）技术运用于电压型逆变电路中，当改变_ _ 调制比可改变逆变器输出电压幅值；改变_ 调制波频率可改变逆变器输出电压频率；改变_ 载波频率可改变开关管的工作频率。
2.将直流电能转换为交流电能又馈送回交流电网的逆变电路称为有源逆变器。
3. 晶闸管变流器主电路要求角发电路的触发脉冲应具有一定的宽度，且前沿尽可能陡。
4. 电流型逆变器中间直流环节以电感贮能。
5. 在PWM斩波器中，电压比较器两个输入端信号分别是三角波信号和直流信号6 . 三相半波可控整流电路中的三个晶闸管的触发脉冲相位按相序依次互差120°。
7.在实际应用中，双向晶闸管常采用__Ⅰ+和Ⅲ-_两种触发方式。
8.控制角α与逆变角β之间的关系为β=л-α。
二、单项选择题(每小题2分，共30分。
从每小题的四个备选选答案，选出一个正确答案，并将正确答案的填在题干后面的括号。
)1．在型号为KP10-12G中，数字10表示（B ）。
A.额定电压10VB.额定电流10AC.额定电压1000VD.额定电流1000A 2．下列电路中，不可以实现有源逆变的有（B）。
A.三相半波可控整流电路B.三相桥式半控整流电路C.单相桥式可控整流电路D.单相全波可控整流电路外接续流二极管3.整流变压器漏抗对电路的影响有（A ）。
A.整流装置的功率因数降低B.输出电压脉动减小C.电流变化缓和D.引起相间短路4．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 ）①一次击穿 ②二次击穿 ③临界饱和 ④反向截止5．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 )①大功率三极管 ②逆阻型晶闸管 ③双向晶闸管 ④可关断晶闸管6.已经导通了的晶闸管可被关断的条件是流过晶闸管的电流（A ）①减小至维持电流I H 以下 ②减小至擎住电流I L 以下③减小至门极触发电流I G 以下 ④减小至5A 以下7. 单相半波可控整流电路中，晶闸管可能承受的反向峰值电压为（ B ）①U 2 ②22U ③222U ④26U8. 单相半控桥电感性负载电路中，在负载两端并联一个续流二极管的目的是（ D ）①增加晶闸管的导电能力 ②抑制温漂③增加输出电压稳定性 ④防止失控现象的产生9. 三相全控桥式变流电路工作于有源逆变状态，输出电压平均值U d 的表达式是（ A ）①U d =- 2.34U 2cos β ②U d =1.17U 2cos β③U d = 2.34U 2cos β ④U d =-0.9U 2cos β10. 若减小SPWM逆变器输出电压基波幅值，可采用的控制方法是（C）①减小三角波频率②减小三角波幅度③减小输入正弦控制电压幅值④减小输入正弦控制电压频率11. 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12. 单相半波可控整流电阻性负载电路中，控制角α的最大移相围是( D )A.90°B.120°C.150°D.180°13. 单相全控桥式整流大电感负载电路中，控制角α的移相围是( A )A.0°～90°B.0°～180°C.90°～180°D.180°～36014.在大电感负载三相全控桥中，当α=90°时，整流电路的输出是( B )A.U2B.0C.1.414U2D.1.732U215．单结晶体管同步振荡触发电路中，改变R e能实现（A）。
电力电子技术复习题 _含答案)
12、 在单相全控桥整流电路中，晶闸管的额定电压应取 U2（）
13、 在单相桥式全控整流电路中，带大电感负载，不带续流二极管时，输出电压波形中没有负面积。
（）
14、 单相全控晶闸管整流电路中，带电感性负载，没有续流二极管时，导通的晶闸管在电源电压过零时不关断。
（）
15、 三相半波可控整流电路也必需要采用双窄脉冲触发。（ ）
2 晶闸管整流电路
2、 给晶闸管加上正向阳极电压它就会导通。 （ ）
3、 晶闸管导通后其电流趋向无穷大。
（）
4、 已经导通的晶闸管恢复阻断的唯一条件是 AK 极电源电压降到零或反向。（ ）
5、 晶闸管并联使用时，必须采取均压措施。 （ ）
6、 晶闸管串联使用时，必须注意均流问题。 （ ）
7、 触发普通晶闸管的触发脉冲，也能触发可关断晶闸管。（ ）
合型 的 PWM 控制方法。 3、 正激电路和反激电路属于 13 励磁，半桥电路和全桥电路属于 14 励磁。 4、 开关电源大都采用 15 PWM 控制器.其原理方案分为 16 、 17 和 18 三类。 5、 试填写下列电路的名称
3 / 14
半桥电路 反激电路
正激电路 全桥电路
推挽电路
4、逆变电路
中，通常采用 规则采样法 来代替上述方法，在计算量大为减小的情况下得到的效果能够满足工程需要。
3. PWM 逆变电路３种目标控制： ７ 电压、 ８
电流和圆形磁链的 ９ 压 比较、 滞环电流比较 和 三角波比较。
5. 相电压正弦波叠加 3 次谐波构成 13 与三角波比较产生 PWM，可以提高 14 利用率并降低 15 。
2 / 14
致集电极电流增大，造成器件损坏。这种电流失控现象被称这 擎住 效应。 11、 IGBT 往往与 反并联 的快速二极管封装在一起，制成模块，成为逆导器件 。 12、电力电子器件是在电力电子电路中是作为可控开关来用。电力电子器件是一种半导体开关，实际上是一种单 向单极开关。它不是理想开关，存在开关时间和开关暂态过程。开关时间尤其是关断时间限制了电力电子器件的 开关频率。 13、电力电子应用系统一般由控制电路、驱动电路和主电路组成一个系统。为了提高系统可靠性，还应加入电 压、电流检测电路和过压、过流保护电路并构成反馈闭环控制。 14.几乎所有的电力半导体器件均为 单向极性 开关。电力二极管（Power Diode）、晶闸管（SCR）、门极可 关断晶闸管（GTO）、电力晶体管（GTR）、电力场效应管（Power MOSFET）、绝缘栅双极型晶体管（IGBT）中， 在可控的器件中，功率范围最大的是 SCR 晶体管 ，开关频率最高的是_PMOS 电力场效应管
电力电子题库含答案
电⼒电⼦题库含答案1．⼀型号为KP10-7的晶闸管，U TN= 700V I T(A V)= 10A 。
1 2．中间直流侧接有⼤电容滤波的逆变器是电压型逆变器，交流侧输出电压波形为矩形波。
3．晶闸管串联时，给每只管⼦并联相同阻值的电阻R是__均压______措施。
4．在SPWM的调制中，载波⽐是载波频率和调制波频率的⽐值。
5．考虑变压器漏抗的可控整流电路中，在换相过程期间，两个相邻的晶闸管同时导通，对应的电⾓度称为换相重叠⾓。
6．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⼆次击穿。
7．三相半波可控整流电阻性负载电路中，控制⾓α的最⼤移相范围是150°。
8．三相全控桥电路有 6 只晶闸管，应采⽤宽脉冲或双窄脉冲才能保证电路⼯作正常。
电压连续时每个管导通120 度，每间隔60 度有⼀只晶闸管换流。
接在同⼀桥臂上两个晶闸管触发脉冲之间的相位差为180°。
9．型号为KP100-8的晶闸管其额定参数为：额定电压800v，额定电流100 A 。
10．考虑变压器漏抗的可控整流电路中，在换相过程期间，两个相邻的晶闸管同时导通，对应的电⾓度称为换相重叠⾓11．抑制过电压的⽅法之⼀是⽤_电容__吸收可能产⽣过电压的能量，并⽤电阻将其消耗。
⽽为抑制器件的du/dt和di/dt，减⼩器件的开关损耗，可采⽤接⼊缓冲电路的办法。
12．在交-直-交变频电路中，中间直流环节⽤⼤电容滤波，则称之为电压型逆变器，若⽤⼤电感滤波，则为电流型逆变器。
13．锯齿波触发电路由脉冲形成环节、锯齿波的形成和脉冲移相环节、同步环节、双窄脉冲形成环节构成。
14．若输⼊相电压为U2，单相桥式电路的脉冲间隔= 180 ，晶闸管最⼤导通=θ180 ，晶闸管承受的最⼤电压U dm= 0.9U2 , 整流电压脉动m a x次数m= ; 三相半波电路的脉冲间隔= 120 , 晶闸管最⼤导通θ150 ，晶闸管承受的最⼤电压U dm= 1.17U2 ,整流电压脉动次数=m axm= ;15．GTO、GTR、MOSFET、IGBT分别表⽰：可关断晶闸管、电⼒晶体管、电⼒场效应晶体管、绝缘栅双极晶体管16．在三相半波可控整流电路中，电感性负载，当控制⾓⼤于30°时，输出电压波形出现负值，因⽽常加续流⼆级管。
全控型器件的详细介绍
典型全控型器件的介绍班级学号 :姓名日期一．门极可关断晶闸管1.1门极可关断晶闸管的简介门极可关断晶闸管简称GTO,是一种全控型的晶闸管。
其主要特点为，当栅极加负向触发信号时晶闸管能自行关断，保留了普通晶闸管耐压高、电流大等优点，以具有自关断能力，使用方便，是理想的高压、大电流开关器件。
GTO的容量及使用寿命均超过巨型晶体管（GTR），只是工作频纺比GTR低。
目前，GTO 已达到3000A、4500V的容量。
大功率可关断晶闸管已广泛用于斩波调速、变频调速、逆变电源等领域，显示出强大的生命力。
1.2门极可关断晶闸管的结构和工作原理GTO是PNPN四层半导体结构，外部引出阳极，阴极和门极，是多元件的功率集成器件，内部由许多的GTO元的阳极和门极并联在一起。
其工作原理可用双晶体管来分析P1N1P1和N1P2N2构成的两个晶体管V1,V2分别具有共基极电流增益α1和α2，普通的晶体管分析，α1+α2=1是器件的临界导电条件，当α1+α2>1时2，当α1+α2<1时不能维持饱和导通而关断。
1.3 GTO的驱动方式及频率当信号要求可关断晶闸管导通时，驱动电路提供上升率足够大的正栅极脉冲电流（其幅度视晶闸管容量不同在0.1到几安培范围内），其正栅极脉冲宽度应保证门极关断晶闸管可靠导通。
当信号要求门极关断晶闸管关断时，驱动电路提供上升率足够大的负栅极脉冲电流，脉冲幅度要求大于可关断晶闸管阳极电流的五分之一，脉冲宽度应大于可关断晶闸管的关断时间和尾部时间。
根据对驱动门极关断晶闸管的特性、容量、应用场合、电路电压、工作频率、可靠性要求和性价比等方面的不同要求，有多种形式的栅极驱动电路。
1.4存在的问题及其最新的发展GTO在使用中，导通时的管压降较大，增加了通态损耗。
对关断负脉冲的要求较高，门极触发电路需要严格设计，否则易在关断过程中烧毁管子。
门极电流应大于元件的擎住电流IL;正负触发脉冲其前沿要陡，后沿要平缓，中小功率电路上升沿小于0.5μs ，大功率电路小于1μs ；门极电路电阻要小，以减小脉冲源内阻由于多元集成，对制造工艺提出极高的要求，它要求必须保持所有GTO元特性一致，开通或关断速度不一致，会使GTO元因电流过大而损坏。
电力电子技术期末考试试题 答案
1.IGBT 的开启电压UGE （th ）随温度升高而略有下降，开关速度小于电力MOSFET 。
2.在如下器件：电力二极管（Power Diode ）、晶闸管（SCR ）、门极可关断晶闸管（GTO ）、电力晶体管（GTR ）、电力场效应管（电力MOSFET ）、绝缘栅双极型晶体管（IGBT ）中，属于不可控器件的是电力二极管，属于半控型器件的是晶闸管，属于全控型器件的是GTO GTR 电力MOSFET IGBT ；属于单极型电力电子器件的有电力MOSFET ，属于双极型器件的有电力二极管 晶闸管 GTO GTR ，属于复合型电力电子器件得有 IGBT _；在可控的器件中，容量最大的是_晶闸管_，工作频率最高的是电力MOSFET ，属于电压驱动的是电力MOSFET 、IGBT ，属于电流驱动的是晶闸管、GTO 、GTR 。
3.电阻负载的特点是_电压和电流成正比且波形相同_。
阻感负载的特点是_流过电感的电流不能突变，在单相半波可控整流带阻感负载并联续流二极管的电路中，晶闸管控制角α的最大移相范围是__0-180O _ ，其承受的最大正反向2__，续流二极管承受的最大反向电压为2_（设U 2为相电压有效值）。
4.单相桥式全控整流电路中，带纯电阻负载时，α角移相范围为0-180O ，单个晶闸管所承受的最大正向电压和反向电222；带阻感负载时，α角移相范围为0-90O ，单个晶闸管所承受的最大正向电压和反向电压分别22；带反电动势负载时，欲使电阻上的电流不出现断续现象，可在主电路中直流输出侧串联一个平波电抗器。
5.单相全控桥反电动势负载电路中，当控制角α大于不导电角δ时，晶闸管的导通角θ =π-α-δ; 当控制角α小于不导电角 δ 时，晶闸管的导通角 θ = π-2δ。
6.电阻性负载三相半波可控整流电路中，晶闸管所承受的最大正向电压UFm 2，晶闸管控制角α的最大移相范围是0-150o ，使负载电流连续的条件为o 30≤α(U2为相电压有效值)。
高压变频器应用
高(中)压变频调速技术综述1 引言变频调速以其优异的调速和起动性能，高效率、高功率因数和节电效果，应用范围广等诸多优点而被认为是最有发展前途的调速方式之一。
在低压(380～690Ｖ)领域,交流变频调速技术已经得到了广泛应用。
而在高(中)压(3kV、6kV和10kV电压等级)领域，由于种种原因，变频调速技术的应用一直没有得到有效推广。
高(中)压电动机广泛应用于冶金、钢铁、石油、化工、水处理等各行业的大、中型厂矿中，用于拖动风机、泵类、压缩机及各种大型机械，功率一般在1000kW以上，若能利用变频调速来实现风量和水量调节，则可以节约大量的电能。
在大功率电力机车牵引传动和轧钢工业等方面，采用高(中)压变频技术，不但可以节约电能，而且可以显著改善系统的运行性能，提高产品的数量和质量，因而市场对具有一定性价比的高性能高(中)压变频器的需求量比较大。
大容量、高耐压功率器件的出现和以DSP为代表的智能控制芯片的迅速普及，为高(中)压变频调速技术应用研究打下了坚实的基础。
本文将对高(中)压变频器相关的功率开关器件、主电路拓扑结构和控制方式的当前状况等进行详细说明，在此基础上对高(中)压变频技术的发展方向加以探讨。
2 功率开关器件高(中)压变频器的发展和应用离不开高电压、大电流的电力电子器件。
一种好的功率开关器件应具有如下特点:(1)在阻断状态时能承受高电压;(2)在导通状态下，具有高的电流密度和低的导通压降;(3)在开关状态转换时具有足够短的导通时间和关断时间，并能承受高的di/dt和dv/dt。
目前在高(中)压变频器中得到广泛应用的电力电子器件主要有以下几种。
2.1 门极可关断晶闸管(GTO)GTO是最早的大功率自关断器件，是目前承受电压最高和流过电流最大的全控型器件。
它能由门极控制导通和关断，具有通过电流大、管压降低、导通损耗小，dv/dt耐量高等优点，目前已达6kV/6kA的应用水平，在大功率的场合应用较多。
电力电子技术-期末考试复习要点
电⼒电⼦技术-期末考试复习要点课程学习的基本要求及重点难点内容分析第⼀章电⼒电⼦器件的原理与特性1、本章学习要求1.1 电⼒电⼦器件概述，要求达到“熟悉”层次。
1）电⼒电⼦器件的发展概况及其发展趋势。
2）电⼒电⼦器件的分类及其各⾃的特点。
1.2 功率⼆极管，要求达到“熟悉”层次。
1）功率⼆极管的⼯作原理、基本特性、主要参数和主要类型。
2）功率⼆极管额定电流的定义。
1.3 晶闸管，要求达到“掌握”层次。
1）晶闸管的结构、⼯作原理及伏安特性。
2）晶闸管主要参数的定义及其含义。
3）电流波形系数k f的定义及计算⽅法。
4）晶闸管导通和关断条件5）能够根据要求选⽤晶闸管。
1.4 门极可关断晶闸管（GTO），要求达到“熟悉”层次。
1）GTO的⼯作原理、特点及主要参数。
1.5 功率场效应管，要求达到“熟悉”层次。
1）功率场效应管的特点，基本特性及安全⼯作区。
1.6 绝缘栅双极型晶体管（IGBT），要求达到“熟悉”层次。
1）IGBT的⼯作原理、特点、擎住效应及安全⼯作区。
1.7 新型电⼒电⼦器件简介，要求达到“熟悉”层次。
2、本章重点难点分析有关晶闸管电流计算的问题：晶闸管是整流电路中⽤得⽐较多的⼀种电⼒电⼦器件，在进⾏有关晶闸管的电流计算时，针对实际流过晶闸管的不同电流波形，应根据电流有效值相等的原则选择计算公式，即允许流过晶闸管的实际电流有效值应等于额定电流I T对应的电流有效值。
利⽤公式I = k f×I d = 1.57I T进⾏晶闸管电流计算时，⼀般可解决两个⽅⾯的问题：⼀是已知晶闸管的实际⼯作条件（包括流过的电流波形、幅值等），确定所要选⽤的晶闸管额定电流值；⼆是已知晶闸管的额定电流，根据实际⼯作情况，计算晶闸管的通流能⼒。
前者属于选⽤晶闸管的问题，后者属于校核晶闸管的问题。
1）计算与选择晶闸管的额定电流解决这类问题的⽅法是：⾸先从题⽬的已知条件中，找出实际通过晶闸管的电流波形或有关参数（如电流幅值、触发⾓等），据此算出通过晶闸管的实际电流有效值I，考虑（1.5~2）倍的安全裕量，算得额定电流为I T = (1.5~2) I /1.57，再根据I T值选择相近电流系列的晶闸管。
《电力电子技术》试卷3份答案
《电力电子技术》试卷1答案一、填空（每空1分，36分）1、请在正确的空格内标出下面元件的简称：电力晶体管GTR；可关断晶闸管GTO；功率场效应晶体管MOSFET；绝缘栅双极型晶体管IGBT ；IGBT是MOSFET和GTR的复合管。
2、晶闸管对触发脉冲的要求是要有足够的驱动功率、触发脉冲前沿要陡幅值要高和触发脉冲要与晶闸管阳极电压同步。
3、多个晶闸管相并联时必须考虑均流的问题，解决的方法是串专用均流电抗器。
4、在电流型逆变器中，输出电压波形为正弦波，输出电流波形为方波? 。
5、型号为KS100-8的元件表示双向晶闸管晶闸管、它的额定电压为800V伏、额定有效电流为100A。
6、180°导电型三相桥式逆变电路，晶闸管换相是在同一桥臂上的上、下二个元件之间进行；而120o导电型三相桥式逆变电路，晶闸管换相是在不同桥臂上的元件之间进行的。
7、当温度降低时，晶闸管的触发电流会增加、正反向漏电流会下降；当温度升高时，晶闸管的触发电流会下降、正反向漏电流会增加。
8、在有环流逆变系统中，环流指的是只流经?逆变电源、逆变桥而不流经负载的电流。
环流可在电路中加电抗器来限制。
为了减小环流一般采控用控制角α大于β的工作方式。
9、常用的过电流保护措施有快速熔断器?、串进线电抗器、接入直流快速开关、控制快速移相使输出电压下降。
（写出四种即可）10、双向晶闸管的触发方式有Ⅰ+、Ⅰ-、Ⅲ＋、Ⅲ- 四种。
二、判断题,（每题1分，10分）（对√、错×）1、在半控桥整流带大电感负载不加续流二极管电路中，电路出故障时会出现失控现象。
（√）2、在用两组反并联晶闸管的可逆系统，使直流电动机实现四象限运行时，其中一组逆变器工作在整流状态，那么另一组就工作在逆变状态。
（×）3、晶闸管串联使用时，必须注意均流问题。
（×）4、逆变角太大会造成逆变失败。
（×）5、并联谐振逆变器必须是略呈电容性电路。
门极可关断晶闸管
门极可关断晶闸管（GTO）：GT0是目前阻断电压最高和通态电流最大的全控制器件。
既保留了普通晶闸管耐高压、电流大等优点，以具有自关断电能力，使用方便，是理想的高压、大电流开关器件。
缺点：是驱动电路复杂并且驱动功率大，导致关断时间长，限制了器件的开关频率；关断过程中的集肤效应用以导致局部过热，严重情况下使器件失效；为了限制dv/dt，需要复杂的缓冲电路GTO主要应用于在中、大功率场合。
绝缘栅双极晶体管(IGBT): IGBT 是后起之秀，集MOSFET和GRT的优点于一身，既具有MOSFET的输入阻抗高，开关速度快的优点，又具有GTR 耐压高、通过电流大的有点，是目前中等功率电压电子装置中的主流器件。
栅极为电压驱动，所需驱动功率小，开关损耗小、工作频率高，不需要缓冲电路，适合于较高频率的场合。
主要缺点是高压IGBT内阻大，通态电压高，导致通阻损耗大；在应用于（中）压领域时，通常多个串联。
IGCT是在GTO的基础上发展起来的新型复合器件，兼有MOSFET和GTO两者的优点，有克服了两者的不足之处，是一种较为理想的MW级高（中）压开关器件。
降压转换器：开关稳定电流和直流电机调速。
升压型变换器：直流稳压电流和直流电机的再生制动。
升降压变形转换器：应用于需要相对输入电压的公共端为负极性，可高于or低于输入电压的直流稳态电流。
集成门极换流晶闸管（IGCT）:IGCT是在克服GTO关断能力差，重复关断较大电流时容易产生局部过热损坏等缺点而发展起来的。
太阳能发电三种连接方式：工频变压方式，高频连接方式，无受压器方式。
大功率点跟踪：在光伏发电系统中，使太阳电池的输出处于最大功率点也就是控制变换器的输入电压工作在最大功率点电压上而最大功率点电压指令是随光强和吻遍变化调节的。
柔性电力电子：电力系统柔性化的必要性，电力系统的需求特点：可控性好，潮流可控，模式多样、质量可控的配电系统，调节性好、高效节能的用电系统。
直流输电的特点缺点：换流设备较昂贵；消耗无功功率多；产生谐波影响；换流器过载能力低；某些运行方式下对地下或海中物体产生电磁干扰和电化学腐蚀；缺乏直流开关；不能用变压器来改变电压等级直流输电的优点：线路造价低；输电损耗小；输送容量达；限制短路电流；线路故障时的自防护能力强；节省线路走廊；实现非同步电网互联；功率调节控制灵活；特别是和电缆输电。
1.3 可关断晶闸管(GTO)、1.4 电力晶体管(GTR)
tr存在原因
发射结进入正偏，此后，正偏不断增大， iC不断上升，BJT接近或进入饱和区。IB1 一方面继续给发射结和集电结势垒电容充 电，另一方面使基区的电荷积累增加，并 且还补充基区复合所消耗的载流子，这就 存在着上升时间tr。
晶闸管的一种派生器件。 可以通过在门极施加负的脉冲电流使其关断。 GTO的电压、电流容量较大，与普通晶闸管接近， 因而在兆瓦级以上的大功率场合仍有较多的应用。 目 前 ， GTO 的 容 量 水 平 达 6000A/6000V 、 1000A/9000V ，频率为1kHZ。 DATASHEET
1.3.1 可关断晶闸管的结构和工作原理
tf存在原因
当Ui变为负值，基极电流变为IB2，但iC不 立即变小，而是当基区的电荷减少一定程 度，IC才开始下降，所以存在存储时间ts。 当发射结由正偏变为反偏，集电结和发射 结电荷区变宽，iC下降较快，这就有下降 时间tf。
结构：
与普通晶闸管的相同 点：
－PNPN四层半导体结
构，外部引出阳极、
a)
阴极和门极。
和普通晶闸管的不同 点：
－ GTO 是 一 种 多 元 的 功率集成器件。
GK
GK G
N2
P2 N2
N1
P1 A
b)
图1-13
C）
d）
e）
图1-13 GTO的内部结构和电气图形符号
a) 各单元的阴极、门极间隔排列的图形 b) 并联单元结构断 面示意图 c) 管的结构 d)等效电路 e) 电气图形符号
(完整版)电力电子期末试题.及答案
1．晶闸管导通的条件是什么？导通后流过晶闸管的电流由什么决定？晶闸管的关断条件是什么？如何实现？晶闸管导通与阻断时其两端电压各为多少？解：晶闸管导通的条件是：晶闸管阳极和阴极之间加正向阳极电压。
门极和阴极之间加适当的正向阳极电压。
导通后流过晶闸管的电流由主电路电源电压和负载大小决定。
晶闸管的关断条件是：阳极电流小于维持电流。
关断晶闸管可以通过降低晶闸管阳极－阴极间电压或增大主电路中的电阻。
晶闸管导通时两端电压为通态平均电压（管压降），阻断时两端电压由主电路电源电压决定。
2．调试图所示晶闸管电路，在断开负载R d测量输出电压U d是否可调时，发现电压表读数不正常，接上R d后一切正常，请分析为什么？习题2图解：当S断开时，由于电压表内阻很大，即使晶闸管门极加触发信号，此时流过晶闸管阳极电流仍小于擎住电流，晶闸管无法导通，电流表上显示的读数只是管子漏电流形成的电阻与电压表内阻的分压值，所以此读数不准。
在S合上以后，Rd介入电路，晶闸管能正常导通，电压表的读数才能正确显示。
3．画出图1-35所示电路电阻R d上的电压波形。
图1-35 习题3图解：4．说明晶闸管型号KP100-8E代表的意义。
解：KP100-8E表示额定电流100A、额定电压8级（800V、通态平均电压组别E（0.7＜U T≤0.8）普通晶闸管。
5．晶闸管的额定电流和其他电气设备的额定电流有什么不同？解：由于整流设备的输出端所接负载常用平均电流来衡量其性能，所以晶闸管额定电流的标定与其他电器设备不同，采用的是平均电流，而不是有效值，又称为通态平均电流。
所谓通态平均电流是指在环境温度为40℃和规定的冷却条件下，晶闸管在导通角不小于170°电阻性负载电路中，当不超过额定结温且稳定时，所允许通过的工频正弦半波电流的平均值。
6．型号为KP100－3、维持电流I H＝3mA的晶闸管，使用在习题图所示的三个电路中是否合理？为什么（不考虑电压、电流裕量）？习题6图解：（a）图的目的是巩固维持电流和擎住电流概念，擎住电流一般为维持电流的数倍。
电力电子技术期末考试试题及答案(1)
电力电子技术试题第 1 章电力电子器件1.电力电子器件一般工作在 __开关 __状态。
2. 在往常状况下，电力电子器件功率消耗主要为__通态消耗 __，而当器件开关频次较高时，功率消耗主要为__开关消耗 __。
3.电力电子器件构成的系统，一般由 __控制电路 __、_驱动电路 _、 _主电路 _三部分构成，因为电路中存在电压和电流的过冲，常常需增添 _保护电路 __。
4. 按内部电子和空穴两种载流子参加导电的状况，电力电子器件可分为_单极型器件 _ 、 _双极型器件 _ 、_复合型器件 _三类。
5. 电力二极管的工作特征可归纳为_蒙受正向电压导通，蒙受反相电压截止_。
6.电力二极管的主要种类有 _一般二极管 _、_快恢复二极管 _、 _肖特基二极管 _。
7. 肖特基二极管的开关消耗 _小于_快恢复二极管的开关消耗。
8.晶闸管的基本工作特征可归纳为__正向电压门极有触发则导通、反向电压则截止__ 。
9.对同一晶闸管，保持电流IH 与擎住电流 IL 在数值大小上有 IL__大于 __IH 。
10.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大于 __Ubo。
11.逆导晶闸管是将 _二极管 _与晶闸管 _反并联 _（怎样连结）在同一管芯上的功率集成器件。
12.GTO的 __多元集成 __构造是为了便于实现门极控制关断而设计的。
13. MOSFET的漏极伏安特征中的三个地区与GTR共发射极接法时的输出特征中的三个地区有对应关系，此中前者的截止区对应后者的_截止区 _、前者的饱和区对应后者的__放大区 __、前者的非饱和区对应后者的_饱和区 __。
14.电力 MOSFET的通态电阻拥有 __正 __温度系数。
15.IGBT 的开启电压 UGE（ th ）随温度高升而 _略有降落 __，开关速度 __小于 __电力 MOSFET。
16. 依据驱动电路加在电力电子器件控制端和公共端之间的性质，可将电力电子器件分为_电压驱动型 _和 _电流驱动型 _两类。
GTO+GTR+MOS+IGBT
主要参数：
共射极电流放大倍数、最高工作电压、集电极 最大允许电流、集电极最大耗散功率、开通时 间、关断时间
应用：交流电动机调速、不间断电源、中频电 源等电力变流装置中。
活动2：对比晶闸管来理解GTO的工作原理
晶闸管
GTO
对比结果
导
通 阳极加正向电压，同时在 阳极加正向电压，同时在
全控型电力电子器件
1.全控型电力电子器件有哪几种？ 2.门极可关断型晶闸管、电力晶体管的符
号、三个极的名称？ 3.门极可关断型晶闸管、电力晶体管的主
要参数？应用范围？
复习：晶闸管
1.晶闸管的符号： A--阳极 K--阴极 G--门极 2.导通条件： 阳极加正向电压，同时在门极加正向触发电压 3.关断条件：
电力MOSFET是单极型电压驱动器件，开关速度快， 输入阻抗高，热稳定性好，所需驱动功率小而且驱 动电路简单。
绝缘栅双极晶体管（Insulated-gate Bipolar Transistor——IGBT或IGT）综合了GTR 和MOSFET的优点，因而具有良好的特性。
绝缘栅双极晶体管IGBT
■IGBT的结构
电力MOSFET的符号
N 沟 道 增 强 型
P
沟
道
增
强
S——源极
型
D——漏极
N
G——栅极
P
沟
沟
道
道
耗
耗
尽
尽
型
型
电力MOSFET的工作原理
截止：当栅源电压UGS≤0时，漏源极之间无电流流过； 当UGS≤UT(UT为开启电压)时，漏源极之间仍无电流流 过，电力MOSFET截止。
导通：在栅极和源极之间加一正电压UGS， 当UGS>UT时，此时加漏源电压UDS>0,漏极和源 极导电,电力MOSFET导通。
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直流负载线
9
2. GTO的特定参数
1． 最大可关断阳极电流IATO
IATO也是GTO的额定电流。 GTO的阳极电流 IA过大时，管子饱和加深，
导致门极关断失败，因此，GTO必须规定一个最
大可关断阳极电流IATO，也就是管子的铭牌电流。
IATO与管子电压上升率、工作频率、反向门极电
流峰值和缓冲电路参数有关，在使用中应予以 注意。
能控制较大的电流和较高的电压；
电力三极管由于结构所限其耐压难于超过1500V，现今商品 化的电力三极管的额定电压、电流大都不超过1200V、 800A; 逐步被其他全控型电力电子器件（特别是IGBT和 MOSFET），趋于淘汰
22
1.
GTR的极限参数
(1)．集电极最大电流ICM(最大电流额定值)
（MOSFET） 、绝缘栅双极晶体管（IGBT）
2
电力电子器件的分类
按照器件能够被控制的程度，分为以下三类：
半控型器件
——通过控制信号可以控制其导通而不能控制
其关断，晶闸管是典型的半控型电力电子器件。 全控型器件 ——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，GTO、GTR等。
不能自关断与开关速度慢的缺点。其电气符号与普通晶
体管相同。
GTR是一种双极型大功率高反压晶体管，具有自关
断能力，控制方便，开关时间短，高频特性好，价格低
廉。可用于不停电电源、中频电源和交流电机调速等电
力变流装臵中。
20
图4-5 1300系列GTR的外观
21
电力三极管的主要特点
是电流驱动器件，控制基极电流就可控制电力三极管的开通 和关断； 开关速度较快； 饱和压降较低； 有二次击穿现象；
U CEM 一 次击 穿 功 率曲 线 IC I CM P SB 二 次击 穿 功 率曲 线
SOA区
P CM
30
U CE
3.
GTR的基极驱动电路及其保护电路
GTR基极驱动电路的作用是将控制电路输出的控
(1)． 基极驱动电路
制信号放大到足以保证GTR可靠导通和关断的程度。 基极驱动电流的各项参数直接影响GTR的开关性能， 因此根据主电路的需要正确选择和设计GTR的驱动电 路是非常重要的。一般来说，我们希望基极驱动电路
1.2 全控型电力电子器件
1
门极可关断晶闸管——在晶闸管问世后不 久出现，20世纪80年代以来，信息电子技术与 电力电子技术在各自发展的基础上相结合—— 高频化、全控型、采用集成电路制造工艺的电 力电子器件，从而将电力电子技术又带入了一 个崭新时代
典型代表——门极可关断晶闸管（GTO）、
电力晶体管（GTR）、电力场效应晶体管
当基极开路时，集—射极间能承受的最高电压。
当GTR的电压超过某一定值时，管子性能会发生 缓慢、不可恢复的变化，这些微小变化逐渐积累， 最后导致管子性能显著变坏。因此，实际管子的最
大工作电压应比反向击穿电压低得多。
25
(4)． 最高结温TjM
GTR的最高结温与半导体材料的性质、器件制造
工艺、封装质量有关。一般情况下，塑封硅管的 TjM 为125℃～150℃，金封硅管的 TjM 为150℃～170℃， 高可靠平面管的TjM为175℃～200℃。
地放电，并将其电压加
L
2 mH C 0 .5 F V C1 0 .5 F GTO
于GTO门极，使GTO迅速、
可靠地关断。
用电感、电容关断GTO的点火电路
19
1.2.2 大功率晶体管（GTR）
大功率晶体管又称电力晶体管, 简称GTR，通常指耗散Biblioteka 率（或输出功率） 1 W以上的晶体管。
GTR属于第二代功率半导体器件，它克服了晶闸管
15
4. GTO的门极驱动电路
用门极正脉冲可使GTO开通，门极负脉冲 可以使其关断， 这是GTO最大的优点，但使 GTO关断的门极反向电流比较大，约为阳极电 流的1/5左右，因此GTO的门极需要驱动电路来 提供足够的关断功率。尽管采用高幅值的窄脉 冲可以减少关断所需的能量，但还是要采用专 门的触发驱动电路。
18
图中GTO为主开关，控制GTO导通与关断可使脉冲变压器TR
次级产生瞬时高压，使汽油机火花塞电极间隙产生火花。
在晶体管V的基极输入脉冲电压，低电平时，V截止，电源对 电容C充电，LC组成的谐振电路发生谐振，产生高压触发GTO。
高电平时，晶体管
R ＋12 V 1 .5
TR
点火 点 火线 圈
V导通，电容C通过V对
使GTR的平均寿命下降。实践表明，工作温度每增
加20℃，平均寿命差不多下降一个数量级，有时会
因温度过高而使GTO迅速损坏。
24
(3)． GTR的反向击穿电压
(1) 集电极与基极之间的反向击穿电压 UCBO：当
发射极开路时，集—基极间能承受的最高电压。
(2) 集电极与发射极之间的反向击穿电压 UCEO：
N1 G
A
+
P1 N1 P2
A IA V1 PNP Ic2 Ic1 NPN V2 IK K
7
接近临界饱和导通状态。
导通后的管压降比较大， 一般为2～3 V。
+ Ug
P2 N2
UAKIG G
S
R
EA
-
K
EG
GTO的关断条件是：门极加负脉冲信号。当GTO的 门极加负脉冲信号时，门极将出现反向电流。
此反向电流将GTO的门极电流抽出，使其电流减小， α1 和 α2 也同时下降，以致无法维持正反馈，从而使 GTO关断。因此，GTO采取了特殊工艺，使管子导通后 处于临界饱和状态。
增益。
11
3． 掣住电流IL 与普通晶闸管定义一样， IL 是指门极加触发信 号后，阳极大面积饱和导通时的临界电流。 GTO由 于工艺结构特殊，其 IL要比普通晶闸管大得多，因 而在电感性负载时必须有足够的触发脉冲宽度。 GTO有能承受反压和不能承受反压两种类型， 在使用时要特别注意。
12
表4-1
有效保护措施，就会使GTR内出现明显的电流集中和过热点， 轻者使器件耐压降低，特性变差；重者使集电结和发射结熔通， 造成GTR永久性损坏。由于管子的材料、工艺等因素的分散性， 二次击穿难以计算和预测。
28
GTR发生二次击穿损坏是它在使用中最大的
弱点。但要发生二次击穿，必须同时具备三个条
件：高电压、大电流和持续时间。因此，集电极 电压、电流、负载性质、驱动脉冲宽度与驱动电 路配臵等因素都对二次击穿造成一定的影响。一 般说来，工作在正常开关状态的GTR是不会发生二 次击穿现象的。
10
2． 关断增益βq
这个参数是用来描述GTO关断能力的。关断增益
βq 为最大可关断阳极电流 IATO 与门极负电流最大值 IGM之比，即：
q
I ATO | I GM |
目前大功率GTO的关断增益为3～5。采用适当的
门极电路，很容易获得上升率较快、幅值足够大的门
极负电流，因此在实际应用中不必追求过高的关断
26
2.
二次击穿和安全工作区
(1)． 二次击穿
处于工作状态的GTR，当其集电极反偏电压UCE逐渐增大到最 大电压BUCEO时，集电极电流IC急剧增大，但此时集电结的电压基 本保持不变，这叫一次击穿。 发生一次击穿时，如果有外接电阻限制电流IC的，一般不会 引起GTR的特性变坏。如果继续增大UCE，又不限制IC的增长，则
国产50A GTO参数
13
门极可关断晶闸管GTO的主要特点：
电流控制开通和关断，但反向关断的
触发电流比较大；
饱和压降中等；
开关速度中等；
能控制的电流、电压较大；
现今额定电流电压为6KA/6KV的GTO已
在10MVA以上的大型电力电子变换装置
中得到应用；
14
3. GTO的缓冲电路
GTO设臵缓冲电路的目的是： (1) 减轻GTO在开关过程中的功耗。 具体做法是通过设臵缓冲电路抑制GTO在开通 时的电流上升率以及关断时的电压上升率。 (2) 抑制静态电压上升率，过高的电压上 升率会使GTO因位移电流产生误导通。
一般将电流放大倍数 β 下降到额定值的1/2～
1/3 时集电极电流 IC 的值定为 ICM 。因此，通常 IC 的 值只能到 ICM 值的一半左右，使用时绝不能让 IC值达 到ICM，否则GTR的性能将变坏。
23
(2)． 集电极最大耗散功率PCM
PCM 即GTR在最高集电结温度时所对应的耗散功
率，它等于集电极工作电压与集电极工作电流的乘 积。这部分能量转化为热能使管温升高，在使用中 要特别注意GTR的散热。如果散热条件不好，会促
29
(2)． 安全工作区
安全工作区SOA是指在输出特性曲线图上GTR能够
安全运行的电流、电压的极限范围，如图。 二次击穿
电压USB与二次击穿电流ISB组成的二次击穿功率 PSB如图
中虚线所示，它是一个不等功率曲线。
为了防止二次击穿，要 选用足够大功率的管子，实 际使用的最高电压通常要比 管子的极限电压低得多。 图 中阴影部分即为SOA。
的临界电压和电流，其 乘积为： P =U I SB SB SB
二 次击 穿
二次击穿
(U SB , I SB ) A
IB ＞ 0
一次击穿
U CE
称为二次击穿的临界功率。当GTR的基极正偏时，二次击穿的 临界功率PSB往往还小于PCM，但仍然能使GTR损坏。二次击穿的
时间在微秒甚至纳秒数量级内，在这样短的时间内如果不采取
有如下功能：
① 提供全程的正、反向基极电流，以保证GTR可
靠导通与关断
31
② 实现主电路与控制电路的隔离。 ③ 具有自动保护功能， 以便在故障发生时快